影响聚乳酸（）降解行为的因素

时间：2024-04-17作者：深圳市深德鸿环保新材料有限公司浏览：33

聚乳酸是一种生物基可降解材料，这里面有三个关键词，生物基决定其原料来源广泛且可再生；可降解决定其在制品使用过程及废弃后不对环境增加负担，不对生态造成破坏。

而对于材料而言，在很多应用领域则要求其不能降解太快，要在相对较长的时间内具备材料所应当具备的力学性能。

因此，了解影响降解行为的因素，对于在不同应用领域的推广具有重要指导意义。

一般来说，的降解都是通过酯键断裂引起的，影响降解的因素主要包括的结构因素和外界环境状况。

分子结构因素
1、相对分子质量
这一点很好理解，直观上我们就能感觉出来，相对分子量相越高的，其降解速率越慢，二者一般呈反比关系。一方面是因为相对分子量大的，其分子量基数大，降解成小分子的时间就会越久；另一方面，相同质量的溶液，相对分子质量越高，流动性越差，即分子运动能力越弱，且相对分子质量越高，端基浓度越低，发生水解的机率越低，产生的自催化效应越小，导致水解较慢。

2、结晶度
是一种半结晶型高分子聚合物，对于高光纯而言，结晶度能达到40-50%，因此其分子内部即存在结晶区，也存在非结晶区。在的结晶区，分子链规整有序排列，分子片段紧密堆积，限制了水分子的扩散，降低了降解速率，所以的降解速率快慢与结晶度大小呈反比关系。有学者研究了温度和结晶速度对 降解速率影响的差异，发现结晶度的影响甚至比温度大。

3、立构规整度

在相同条件下，不同立构规整度的如 LA，P(LDL)A，A(PLLA)的降解速率呈现上升的趋势，说明不同立构规整度的会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们的水解过程需要经过无定形区域水解和结晶区域水解，故水解速度小于LA，而LA由于其甲基处于对水的吸收速度较快的间同立构或无规立构状态，所以降解快于A和PLLA。

环境因素

1、温度

温度与 降解反应呈现正比关系。由前文“聚乳酸（）的降解类型与降解原理”（点击蓝字跳转）可知， 热降解过程中主要发生的是分子内酯交换反应，故酯基的下降速率快，而温度的提高会促进该主要反应的进行。此外，温度的升高还加快了羰基的振动频率。温度越高，分子间的作用力越强，分子运动能力加强，分子热运动越剧烈，降解反应的速率也就越快。

2、酸碱度（pH值）

酸性和碱性都能促进酯的水解反应，与酸性相比，在碱性环境中的降解的快。有研究表明，在碱性条件下降解快；酸性次之；因为聚乳酸在水解过程中也会产生酸性物质，所以在水溶液中水解也会伴随着自催化的过程，故与碱性条件和酸性条件相比，中性条件再次；而缓冲溶液中因含有缓冲对，可以减缓在中性条件下的自催化反应，所以在缓冲溶液中的降解速率慢。

工艺因素

1、升温速率

研究表明，升温速率也对的降解有着一定的影响，升温速率的增加会发生明显的热降解滞后现象，原因可能是较高升温速率下，体系达到低速率下同等温度的用时短。

2、气体氛围

有研究者通过对比 在氧气、氮气和空气中的热降解行为，指出氧气的存在会加速分子链的断裂。原因是氧气浓度的提高降低了热降解反应的活化能，酯基断裂，同时在氧气的作用下生成了含有端羟基的降解产物，使得端羟基进一步引发发生开链解聚反应。

3、其他因素

有研究表明， 溶液的浓度对于 在紫外光降解过程中有很大的影响，溶液的浓度越小，的降解就越容易进行。

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