基本信息
- 项目名称：
- 缩聚法合成高分子量聚乳酸降解材料的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 聚乳酸是由淀粉发酵的乳酸为原料经聚合制得，是一种可生物降解的热塑性聚酯。目前聚乳酸合成工艺大都采用两步法，成本高，限制了聚乳酸的广泛应用。 本作品使用质子酸和锡系化合物组成的高效复合催化剂，通过调整聚合工艺，以自主设计的高真空程序升温反应釜为聚合场所，解决了乳酸聚合过程中生成的小分子水的脱除难的关键问题，采用一步缩聚法合成高分子量聚乳酸，减少了中间步骤，工艺流程短，生产成本大大降低。
- 详细介绍：
- 聚乳酸具有优异的生物相容性、可降解性和良好的物理性能，可解决塑料发展面临的原料有限和环境污染的问题,具有广阔的应用前景。但是目前聚乳酸大都采用两步法合成工艺，生产成本高，限制了聚乳酸的广泛应用。 本项目以对甲苯磺酸与氯化亚锡为复合催化剂，采用分阶段控温控压的一步缩聚法聚合工艺制备高分子量聚乳酸，讨论了复合催化剂用量及组分间的配比，研究了前段、后段聚合的温度、时间和压...(查看更多)
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 聚乳酸具有优异的生物相容性、可降解性和良好的物理性能，有广阔的应用前景。目前聚乳酸合成工艺复杂，限制了聚乳酸的应用。我们采用一步缩聚法合成了高分子量聚乳酸，工艺流程短，生产成本大大降低。 一步缩聚法制备聚乳酸关键在于缩聚过程中生成的小分子水的脱除，使反应往聚合方向进行。我们通过讨论催化剂用量、聚合温度、时间对聚乳酸分子量的影响，优化聚合工艺，制备高分子量聚乳酸。
科学性、先进性及独特之处
- 本项目使用自制的高真空程序升温反应釜反应，有利于脱除反应过程中生成的小分子水，以质子酸和锡系催化剂复配为复合催化剂，催化效率高，采用一步缩聚法合成工艺，工艺流程短，耗能低，原料利用率高，生产成本大大降低，水是反应过程中的唯一副产品。一步缩聚法合成高分子量聚乳酸基料树脂，产物纯净，无需后处理。
应用价值和现实意义
- 聚乳酸基料树脂可广泛应用于聚酯瓶标签纸的粘结，包装纸箱的无钉粘结；还可应用于印刷油墨中以加速油墨分解，降低各种印刷纸制品的回收处理成本；也可以广泛应用在一次制品、涂料、改性剂等领域。聚乳酸是可再生的降解性材料，其广泛应用可减少环境污染和能源危机，而提高乳酸工业化生产化规模，降低乳酸成本，推动整个乳酸产业链的发展，可以有效解决聚乳酸塑料因原料昂贵和生产成本高而难以在日常领域应用的难题。
学术论文摘要
- 聚乳酸具有生物降解性，它的广泛应用可解决塑料的发展面临的原料有限和环境污染的问题。但是目前聚乳酸大都采用两步法合成工艺，生产成本高，限制了聚乳酸的广泛应用。一步缩聚合成工艺生产聚乳酸可降低成本，推动聚乳酸行业的发展和聚乳酸在日常领域的广泛应用。 以对甲苯磺酸与氯化亚锡为复合催化剂，采用分阶段控温控压的一步缩聚法工艺制备高分子量聚乳酸，讨论了复合催化剂用量及组分间的配...(查看更多)
获奖情况
- 前期研究成果发表于2010年第11期《化工新型材料》（核心期刊）。本作品在此项成果的基础上，研究了一步缩聚法合成高分子量聚乳酸降解材料的合成工艺，缩短了工艺流程，使生产成本大大降低。
鉴定结果
- 本作品致力于聚乳酸降解材料的开发和应用，作为PSM材料加工应用技术研究的一部分，得到了武汉华丽环保科技有限公司的合作支持。
参考文献
- [1] Mehmet A T, Muhammet U K, Yusuf Y. Telechelic polymers by living and controlled/living polymerization methods[J]. Progress in Polymer Science. 2011, 36(4): 455-567 [2] Vimal K, Nathalie ...(查看更多)
同类课题研究水平概述
- 自从1954年Cothers开始探讨乳酸聚合至今，人们对于聚乳酸合成方法的研究进行了大量的研究。近年来，国外聚乳酸技术开发和工业化生产取得了突破性进展。1997年，美国卡吉尔公司与陶氏化学公司合资成立公司，开发和生产聚乳酸，当时的生产能力仅为1.6万吨/年。2001年11月，该公司投资3亿美元，采用二步聚合技术，在美国建成投产了一套13.6万吨/年装置，这是世界上迄今为止最...(查看更多)
