影響聚乳酸（）降解行為的原因

時間：2024-07-03作者：深圳市深德鴻環(huán)保新材料有限公司瀏覽：6

聚乳酸是一種生物基可降解材料，這里面有三個關鍵詞，生物基決定其原料來源廣泛且可再生；可降解決定其在制品使用過程及廢棄后不對環(huán)境增加負擔，不對生態(tài)造成破壞；而對于材料而言，在很多應用領域則要求其不能降解太快，要在相對較長的時間內(nèi)具備材料所應當具備的力學性能。

因此，了解影響降解行為的因素，對于在不同應用領域的推廣具有重要指導意義。

一般來說，的降解都是通過酯鍵斷裂引起的，影響降解的因素主要包括的結(jié)構(gòu)因素和外界環(huán)境狀況。

分子結(jié)構(gòu)因素：
1、相對分子質(zhì)量：
這一點很好理解，直觀上我們就能感覺出來，相對分子量相越高的，其降解速率越慢，二者一般呈反比關系。一方面是因為相對分子量大的，其分子量基數(shù)大，降解成小分子的時間就會越久；另一方面，相同質(zhì)量的溶液，相對分子質(zhì)量越高，流動性越差，即分子運動能力越弱，且相對分子質(zhì)量越高，端基濃度越低，發(fā)生水解的機率越低，產(chǎn)生的自催化效應越小，導致水解較慢。2、結(jié)晶度：
是一種半結(jié)晶型高分子聚合物，對于高光純而言，結(jié)晶度能達到40-50%，因此其分子內(nèi)部即存在結(jié)晶區(qū)，也存在非結(jié)晶區(qū)。在的結(jié)晶區(qū)，分子鏈規(guī)整有序排列，分子片段緊密堆積，限制了水分子的擴散，降低了降解速率，所以的降解速率快慢與結(jié)晶度大小呈反比關系。有學者研究了溫度和結(jié)晶速度對降解速率影響的差異，發(fā)現(xiàn)結(jié)晶度的影響甚至比溫度大。

3、立構(gòu)規(guī)整度：

在相同條件下，不同立構(gòu)規(guī)整度的如LA，P(LDL)A，A(PLLA)的降解速率呈現(xiàn)上升的趨勢，說明不同立構(gòu)規(guī)整度的會有不相同的降解效果。其中A和PLLA降解速度慢的主要原因是它們的水解過程需要經(jīng)過無定形區(qū)域水解和結(jié)晶區(qū)域水解，故水解速度小于LA，而LA由于其甲基處于對水的吸收速度較快的間同立構(gòu)或無規(guī)立構(gòu)狀態(tài)，所以降解快于A和PLLA。

環(huán)境因素：

1、溫度：

溫度與降解反應呈現(xiàn)正比關系。由前文“聚乳酸（）的降解類型與降解原理”（點擊藍字跳轉(zhuǎn)）可知，熱降解過程中主要發(fā)生的是分子內(nèi)酯交換反應，故酯基的下降速率快，而溫度的提高會促進該主要反應的進行。此外，溫度的升高還加快了羰基的振動頻率。溫度越高，分子間的作用力越強，分子運動能力加強，分子熱運動越劇烈，降解反應的速率也就越快。

2、酸堿度（pH值）：

酸性和堿性都能促進酯的水解反應，與酸性相比，在堿性環(huán)境中的降解的快。有研究表明，在堿性條件下降解快；酸性次之；因為聚乳酸在水解過程中也會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，所以在水溶液中水解也會伴隨著自催化的過程，故與堿性條件和酸性條件相比，中性條件再次；而緩沖溶液中因含有緩沖對，可以減緩在中性條件下的自催化反應，所以在緩沖溶液中的降解速率慢。

工藝因素：

1、升溫速率：

研究表明，升溫速率也對的降解有著一定的影響，升溫速率的增加會發(fā)生明顯的熱降解滯后現(xiàn)象，原因可能是較高升溫速率下，體系達到低速率下同等溫度的用時短。

2、氣體氛圍：

有研究者通過對比在氧氣、氮氣和空氣中的熱降解行為，指出氧氣的存在會加速分子鏈的斷裂。原因是氧氣濃度的提高降低了熱降解反應的活化能，酯基斷裂，同時在氧氣的作用下生成了含有端羥基的降解產(chǎn)物，使得端羥基進一步引發(fā)發(fā)生開鏈解聚反應。

3、其他因素：

有研究表明，溶液的濃度對于在紫外光降解過程中有很大的影響，溶液的濃度越小，的降解就越容易進行。

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