聚乳酸实用指南——加工李顶新化学工业出版社9787122377968 高聚物乳酸复合材料研究 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

本书首先概述了可生物降解聚合物及聚乳酸的发展历程，然后简要介绍了聚乳酸的合成及生产方法，并从热性能、化学性质、力学性能、流变性能、降解与稳定性等方面详细阐述了聚乳酸的各项性能特点，介绍了聚乳酸的注塑及3D打印等成型加工技术、改性及应用，最后还为读者提供了聚乳酸的环境评估和可生物降解聚合物的国际标准清单。本书全面介绍了聚乳酸的各项性能特点及相关的产品特性，有助于使研究人员在进行相关产品的研发前全面了解该聚合物的基本信息。

第1章可生物降解聚合物和聚乳酸概述1

1.1可生物降解聚合物概述1

1.2可生物降解聚合物和聚乳酸的市场潜力7

1.3聚乳酸的一般质及应用18

1.3.1家用聚乳酸18

1.3.2生物医用聚乳酸及其共聚物24

1.4结论28

参考文献29

第2章聚乳酸的合成与生产31

2.1简介31

2.2乳酸的生产31

2.3丙交酯和聚乳酸的生产38

2.3.1丙交酯生产技术回顾38

2.3.2丙交酯的聚合43

2.3.3丙交酯共聚物44

2.3.4质量控制45

2.3.5聚乳酸中残留丙交酯的测定（NatureWorks L.L.C.，10b）46

2.3.6聚乳酸中D-乳酸含量的测定（NatureWorks L.L.C.，10a）47

2.4聚乳酸聚合反应的催化剂48

2.4.1直接缩聚路线48

2.4.2开环聚合路线50

2.5结论53

参考文献54

延伸阅读56

第3章聚乳酸的热能57

3.1简介57

3.2聚乳酸的热转变和结晶58

3.2.1结晶温度对晶型的影响65

3.2.2成核剂对聚乳酸结晶的影响68

3.3热分解69

3.4聚乳酸的热容、热导率和压力-体积-温度关系74

3.5结论78

参考文献78

第4章聚乳酸的化学质82

4.1简介82

4.2聚乳酸的立构化学83

4.3聚乳酸分析技术88

4.3.1核磁共振波谱88

4.3.2红外光谱学90

4.4聚乳酸的溶解度和阻隔能94

4.4.1聚乳酸的溶解度94

4.4.2聚乳酸的渗透97

4.5结论100

参考文献100

第5章聚乳酸的力学能103

5.1简介103

5.2聚乳酸的结晶度和分子量对力学能的影响104

5.3改剂/增塑剂对聚乳酸的影响106

5.4聚乳酸共混物110

5.5聚乳酸与可降解或部分可降解聚合物的共混物113

5.5.1聚乳酸和聚羟基脂肪酸酯的混合物116

5.5.2聚乳酸与不可降解聚合物的混合物119

5.6结论121

参考文献122

第6章聚乳酸的流变能125

6.1简介125

6.2聚乳酸的流变能125

6.3分子量的影响128

6.4支化的影响130

6.5拉伸黏度131

6.6聚乳酸的溶液黏度132

6.7聚合物共混物的流变能133

6.7.1聚乳酸/聚己二酸对苯二甲酸丁二酯共混物133

6.7.2与层状硅酸盐纳米复合材料的共混物134

6.7.3聚乳酸/聚苯乙烯共混物136

6.8结论139

参考文献139

第7章聚乳酸的降解与稳定141

7.1简介141

7.2影响聚乳酸降解的因素142

7.3聚乳酸的水解和酶促降解145

7.4聚乳酸的环境降解151

7.5聚乳酸的热降解159

7.6聚乳酸的阻燃165

7.7结论168

参考文献168

第8章聚乳酸的添加剂和加工助剂171

8.1聚乳酸在加工和应用中的局限171

8.2聚乳酸的增韧172

8.3提高热变形温度和耐热178

8.3.1添加成核剂179

8.3.2聚乳酸与耐热聚合物共混181

8.3.3与纳米天然纤维共混的聚乳酸复合材料181

8.4流动、熔体强度、快速成型时间182

8.4.1交联剂182

8.4.2扩链剂183

8.4.3与其他聚合物共混183

8.4.4增塑剂183

8.5特殊添加剂：抗静电剂、冲击改剂、纤维增容剂/偶联剂184

8.5.1抗静电剂184

8.5.2冲击改剂185

8.5.3纤维增容剂/偶联剂186

8.6结论186

参考文献187

延伸阅读190

第9章聚乳酸的成型加工工艺191

9.1挤出191

9.2吹塑192

9.3注塑194

9.4热成型195

9.5技术：3D打印、电子束辐照196

9.5.13D打印196

9.5.2电子束辐照196

9.6聚乳酸及其复合材料的回收方法和可持续197

9.7结论198

参考文献198

第10章聚乳酸的注射成型和3D打印0

10.1简介0

10.2聚乳酸的注射成型0

10.2.1干燥1

10.2.2存储1

10.2.3清洗1

10.2.4常规注塑设置2

10.3注射成型聚乳酸与其他聚合物的对比2

10.4聚乳酸的3D打印7

10.5结论212

参考文献212

第11章聚乳酸的应用214

11.1简介214

11.2家用聚乳酸214

11.3聚乳酸在3D打印、工程和农业中的应用217

11.4聚乳酸在生物医学中的应用219

11.5结论219

参考文献2

第12章聚乳酸的环境评估和标准221

12.1简介221

12.2聚乳酸的生态概况及与其他材料的对比221

12.3聚乳酸食装的环境概况和全球变暖潜能229

12.4可生物降解聚合物标准清单231

12.5结论234

参考文献234

延伸阅读235

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章

可生物降解聚合物和聚乳酸概述

1.1

可生物降解聚合物概述

人类使用聚合物已有几千年历史了。在古代，古人在建筑房屋时会用天然植物胶把木头粘在一起。当古人开始探索海洋时，天然植物胶被用作船只的防水涂层。当时人们还不知道聚合物能在多大程度上被利用，所以他们的使用于特殊的场合。古人自然而然地依赖从植物中提取的聚合物，并且没有对其配行任何修改，也没有合成聚合物来其应用。

自

1495

年克里斯托弗

·

哥伦布

(christopher columbus)

登陆海地岛，看到人们玩弹球以来，人们知道了天然橡胶的存在。当时从巴西橡胶树上得到的胶乳是一种黏的块状物，应川有限。到了

1844

年，查尔斯

-

同特异

(charles Goodyear)

发现了一种硫化橡胶的方法并获得了专利，从此橡胶在轮胎工业中得到了广泛应用。

种合成聚合物是由利奥

·

亨德里克

·

贝克兰

(Leo Hendrik BaekeIand)

于

1907

年发明的。这是一种叫作贝克莱特

(Bakelite)

的热同酚醛树脂。近几十年来，随着催化聚合工艺的发明，聚合物的快速发展对科技做出

r

巨大贡献。因为通用聚合物如聚乙烯

(PE)

、聚丙烯

(PP)

、聚苯乙烯

(PS)

和聚氯乙烯

(PVC)

生产成本低，已被开发批量生产一次装，所以在世界各地，聚合物污染已成为一个很严重的问题。这些石油衍生的合成聚合物产品需要数才能降解成的土壤成分。与此同时，由于原油储备的逐渐减少，这些问题了聚合物原料可再生来源研究的发展。图

1—pan>

显示了全球聚合物发展的趋势。

尽管各国已经采取措施教育人们认识塑料对环境的影响．但这些材料仍然占据生活垃圾的大比例。与天然有机材料相比，传统的塑料垃圾需要很长时间才能分解成物质。例如，一张电话充值卡需要

100

多年才能自然降解，而一个苹果核只需要

3

个月能自然转化为有机肥料。由于生物质比传统塑料更容易降解，故用聚合物和生物材料的共混物做替代品是缓解塑料废品问题的步。一般来说，将大量的生物质如木质纤维素和淀粉与合成聚合物混合。这些聚合物可以被微生物部分降解。然而，在生物质被部分消耗之后，残留的聚合物骨架仍会对环境造成有害影响。

现在的研究是开发环境友好聚合物。这些聚合物废弃后可在环境中自然降解。为确保可持续的环境保护，生产这些聚合物的碳足迹会被监测。

可生物降解聚合物可分为两类：石油衍生的可生物降解聚合物和微生物衍生的可生物降解聚合物

(

图

1—1)

。石油衍生的可生物降解聚合物．如聚乙烯醇

(PVOH)

，利用乙烯生产乙酸乙烯酯，用于聚乙酸乙烯酯的聚合，一步水解为

PVOH

。这种聚合物的生产成本对格波动十分敏感，而且由于生产过程会排放温室气体，所以并不环保。然而，对于微生物衍生的可生物降解聚合物而言，它是利用细菌的生物活将植物产品

(

如淀粉

)

转化成为聚合的初始产品的。聚乳酸，即

PLA

，是本书的研究对象，是利用了微生物的活，以这种方式生产的。聚羟基烷酸酯也是细菌发酵的产物。这些聚合物使用可再生的原料．生产过程具有碳信用额．

市面上也有一些聚合物产品被称为生物降解塑料。这些所谓的生物降解塑料引起了环保人士的争议和辩论。氧化式可生物降解塑料实际上是用一种受控的催化剂来启动链式裂解反应攻击聚合物大分子。这种催化剂是由一系列被添加到聚合物中的活有机过渡金属生成的。当氧化式可生物降解聚合物暴露于紫外线和自由氧的攻击下时，链式裂解反应大面积发生，终产物为二氧化碳。在市面上，氧化式降解添加剂主要添加在聚乙烯和聚丙烯中。添加剂的量少

(<pan style="font-family:宋体">％

)

，并且有效。然而，这些类型的

“

环保

”

塑料也引起了争议，因为它们仍然来源于石油基产品并且它们的降解仍然产生二氧化碳，这违背了碳信用产品的原则。短期内，这些塑料可能有助于减少垃圾填埋的负担。但是，使用这些氧化式可生物降解塑料也会引起其他环境问题。其中严重的问题是塑料需要很长时间才能降解为二氧化碳。在早期的分解过程中，塑料碎片会造成土壤污染，并且它可能会被生活在土壤之外的……

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编辑推荐

适读人群 ：本书适于高分子材料相关专业的师生，从事聚乳酸产品开发、生产的科研人员及企业的技术人员阅读参考。

本书深入讨论了聚乳酸的特点和应用。与其他关于生物可降解聚合物的书籍相比，这本书主旨在于使读者行高水平的研究和开发之前获得基本但足够的信息。读者会了解括市场需求，产品等级，合成和生产，热能，化学能，机械能，流变，降解稳定，加工技术，注塑和3D打印，环境评价，聚合物生物降解的标准等聚乳酸的所有相关内容。

本书适用于高分子材料相关专业的师生、从事聚乳酸产品开发、生产的科研人员及企业的技术人员。

书籍介绍

本书首先概述了可生物降解聚合物及聚乳酸的发展历程，然后简要介绍了聚乳酸的合成及生产方法，并从热性能、化学性质、力学性能、流变性能、降解与稳定性等方面详细阐述了聚乳酸的各项性能特点，介绍了聚乳酸的注塑及3D打印等成型加工技术、改性及应用，最后还为读者提供了聚乳酸的环境评估和可生物降解聚合物的国际标准清单。本书全面介绍了聚乳酸的各项性能特点及相关的产品特性，有助于使研究人员在进行相关产品的研发前全面了解该聚合物的基本信息。