靜電紡絲法制備聚乳酸多孔纖維膜影響因素的研究開題報告

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1、開題報告靜電紡絲法制備聚乳酸多孔纖維膜影響因素的研究一、選題的背景、意義1.1選題背景早在20世紀四十年代,人們嘗試由乳酸單體直接縮聚成聚醋,但由于存在著聚合一降解平衡,副產(chǎn)物和水很難從粘稠的聚醋熔體中蒸餾出來,反應難以進行完全,產(chǎn)物分子量不高,沒有實用價值。直到1954年,DuPont公司的化學家們用間接的方法制備出高分子量聚醋,即先制備出丙交醋,副產(chǎn)物水在這一步除去,然后將催化好的丙交醋進行開環(huán)聚合,從而得到高分子量聚醋。聚乳酸才真正得到研究和應用。1966年Kulkarni等首次報導了PLA可作為手術(shù)植入材

2、料,提出聚乳酸用于生物降解的可能性[1],1971年Yolles第一次提出了用PLA作為藥物控釋載體的設想,進入八十年代后,聚乳酸在醫(yī)學領域中的應用得到了迅速發(fā)展。例如,PLA用作輸尿管連接用材料,使人體在經(jīng)過腎臟切割手術(shù)以后,能有效地制止腎臟衰竭用于外科手術(shù)用的傷口粘合劑,使得傷口在愈合期間不會發(fā)生裂口,提高了傷口的愈合速率；還可用于血管的愈合材料和人造血容器、可吸收的防粘材料、人工皮膚、骨折內(nèi)固定、肌健修補等。聚乳酸及其產(chǎn)品除了廣泛應用于醫(yī)學領域外[2],還可應用于包裝紙張、涂料(食品和飲料盒)、快餐食品包裝

3、用泡沫塑料、微波容器、一次性紙巾和廢品袋等方面。1.2國內(nèi)外研究進展目前研究降解塑料的主要國家有美國、德國、日本、中國等。國外許多發(fā)達國家在研究降解塑料方面投入了大量資金。目前能夠生產(chǎn)聚乳酸產(chǎn)品的只有美國的Cargill-Dow公司（2005年2月Dow化學公司退出股權(quán)，更名為NatureWorks公司），美國Cargill公司和Dow化學公司在聚乳酸全生物降解塑料方面作出了突出的貢獻。近年來，在發(fā)達國家中以全生物降解塑料的研究最為活躍。在日本，很多公司（如尤尼吉卡公司、鐘紡公司、三井化學公司）也都在進行這方面的

4、開發(fā)，規(guī)模為幾千噸至幾萬噸，但主要致力于應用市場的開發(fā)；日本東麗公司已和CargillDow公司合作從事紡絲生產(chǎn)。國內(nèi)目前致力于聚乳酸大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)有上海同杰良生物材料有限公司、浙江海政藥業(yè)公司等企業(yè)。其中上海同杰良生物材料有限公司承擔的聚乳酸項目列入2004年上海市首批“科教興市”4重大科技產(chǎn)業(yè)化計劃項目。雖然目前國內(nèi)聚乳酸的應用十分有限，產(chǎn)業(yè)化正處于萌芽狀態(tài)。但隨著國內(nèi)乳酸技術(shù)的提高和產(chǎn)業(yè)化進程的發(fā)展，聚乳酸研究技術(shù)的提高和信息交流的相互影響，國人關注和重視聚乳酸技術(shù)的研發(fā)熱情和投資熱情將會迅速提高，從玉

5、米－乳酸－聚乳酸－各類生物降解產(chǎn)品，這一巨大的產(chǎn)業(yè)鏈將會在未來幾年中在我國形成。聚乳酸也將在這一發(fā)展過程中得到發(fā)展。聚乳酸產(chǎn)品的應用面十分廣闊，根據(jù)不同用途可聚合成各種不同分子量的材料，分子量最高可達幾百萬。在現(xiàn)代生物醫(yī)藥行業(yè)中，藥物微粒緩釋膠囊、人造骨骼、人造皮膚、手術(shù)骨釘、手術(shù)縫合線[3]等聚乳酸產(chǎn)品已得到廣泛應用。除了在醫(yī)用領域的應用外，聚乳酸產(chǎn)品的市場發(fā)展的主要方向是在日用高分子材料的應用方面，只有當聚乳酸應用到這些價格低、產(chǎn)量大的領域，如包裝材料、日用塑料制品、一次性醫(yī)用耗品、紡織面料、農(nóng)用地膜、地毯、

6、家用裝飾品等時，才能發(fā)揮其環(huán)境友好材料的真正作用。目前國內(nèi)已開始大力實施沙漠治理、荒山植樹種草、城市規(guī)劃以及各類護坡、固土工程等，一次性塑料制品的使用量將大增，這對PLA降解塑料來說也是一個良好的機遇。綜上所述，聚乳酸不僅應用在通用高分子材料領域（如包裝材料、紡織纖維等），而且還應用在高值的醫(yī)用領域（如骨釘、手術(shù)縫合線、組織工程支架材料等）。如果將聚乳酸與其他低成本材料進行共聚和共混則產(chǎn)品成本可進一步下降，考慮到治理“白色污染”因素，在政府政策導向和相應對環(huán)保產(chǎn)品的政策優(yōu)惠情況下，這一價格目前是能被市場所接受的。

7、隨著聚乳酸產(chǎn)業(yè)化規(guī)模的擴大和乳酸生產(chǎn)成本的進一步下降，聚乳酸生產(chǎn)成本也會下降，并將逐步脫離政策保護而回歸市場價格。如果形成這一局面，本項目的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益將是顯而易見的。二、相關研究的最新成果及動態(tài)在過去的二十年里,PLA作為生物降解材料,在臨床和醫(yī)學領域有了很多應用,隨著聚乳酸應用領域的不斷開拓,單獨的聚乳酸均聚物已不能滿足要求。如在高分子藥物控制釋放體系中,對不同的藥物要求其載體材料具有不同的釋放速度,僅靠PLA的分子量及分子量分布調(diào)節(jié)降解速度有很大的局限性。為了改進聚乳酸的性能,人們又開始合成以聚乳酸

8、為主的各類共聚物及其共混體系來有效地控制其降解速度,提高其強度等[4]。聚乙醇酸(PGA)、聚乙二醇(PEG)、聚己內(nèi)酯(PCL)等都可與PLA共混復合，這些聚合物在一定程度上分別改善了PLA的降解性、親水性、力學性能，使其符合不同生物材料的要求[5-8]。聚乳酸雖然具有許多優(yōu)良性能，然而傳統(tǒng)的制備方法通常限制了其最終產(chǎn)品的應用[9]如：聚乳酸澆鑄膜不具備多孔的結(jié)構(gòu)，不利