聚乳酸的水解行為研究

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Title:	聚乳酸的水解行為研究
Authors:	黃資婷黃建銘喬緒明
Contributors:	東海大學化學工程所修平技術學院化學工程與生物科技系
Keywords:	聚乳酸水解結晶度
Date:	2008-07
Issue Date:	2017-12-04 15:56:21 (UTC+8)
Abstract:	聚乳酸是由玉米為原料製成的高分子聚合物，具有生物可分解性與生物可相容性，而且沒有毒性，是近年來綠色環保的重要材料。除了在一般農用，食品包裝，及其他商業用途外，分解後的乳酸還可以參與人體的醣類代謝循環，因此也可應用在生醫材料如外科手術縫線和藥物釋放等方面。一般而言，聚乳酸的生物分解先經由水解分解成乳酸跟乳酸寡聚物，再被微生物進一步分解成二氧化碳和水，因此不會造成環境的污染。聚乳酸是半結晶性的高分子，其各項機械性質和熱學性質都會隨著結晶度的不同而改變。本研究觀察不同初始結晶度的聚乳酸在高溫去離子水中的水解行為，發現結晶度會影響聚乳酸的水解速率；事實上聚乳酸的初始水解速率會隨結晶度的上昇而下降，因此我們相信聚乳酸的水解，最先應該是發生在不規則排列的非結晶區域。另一方面，在水解過程中水分子也具有潤滑效果，使聚乳酸鏈段可以在水解過程中移動，因而使部分未結晶的聚乳酸鏈段可以重新排列，形成整齊結晶。我們的實驗結果顯示，在90℃純水環境中水解半小時，猝冷非結晶的聚乳酸結晶度可以由0%升到24%，而120℃等溫結晶完全的聚乳酸結晶度則可由30%小幅升到32%；水解10小時之後，猝冷非結晶聚乳酸的結晶度進一步上升到33%，結晶完全聚乳酸的結晶度則可上升到40%。在聚乳酸的降解方面，當然隨水解時間越長，其重量損失越多，但由於水分子的促進結晶作用，使得初始結晶度的差異性不明顯。因此不論初始結晶為何，在90℃純水環境中水解40小時後，聚乳酸重量損失均可達12%左右。聚乳酸是由玉米為原料製成的高分子聚合物，具有生物可分解性與生物可相容性，而且沒有毒性，是近年來綠色環保的重要材料。除了在一般農用，食品包裝，及其他商業用途外，分解後的乳酸還可以餐與人體的醣類代謝循環，因此也可應用在生醫材料如外科手術縫線和藥物釋放等方面。一般而言，聚乳酸的生物分解先經由水解分解成乳酸跟乳酸寡聚物，再被微生物進一步分解成二氧化碳和水，因此不會造成環境的污染。聚乳酸是半結晶性的高分子，其各項機械性質和熱學性質都會隨著結晶度的不同而改變。本研究觀察不同初始結晶度的聚乳酸在高溫去梨子水中的水解行為，發現結晶度會影響聚乳酸的水解速率；事實上聚乳酸的初始水解速率會隨結晶度的上昇而下降，因此我們相信聚乳酸的水解，最先應該是發生在不規則排列的非結晶區域。另一方面，在水解過程中水分子也具有潤滑效果，使聚乳酸鏈段可以在水解過程中移動，因而使部分未結晶的聚乳酸鏈段可以重新排列，形成整齊結晶。我們的實驗結果顯示，在90℃純水環境中水解半小時，猝冷非結晶的聚乳酸結晶度可以由0%升到24%，而120℃等溫結晶完全的聚乳酸結晶度則可由30%小幅升到32%；水解10小時之後，猝冷非結晶聚乳酸的結晶度進一步上升到33%，結晶完全聚乳酸的結晶度則可上升到40%。在聚乳酸的降解方面，當然隨水解時間越長，其重量損失越多，但由於水分子的促進結晶作用，使得初始結晶度的差異性不明顯。因此不論初始結晶為何，在90℃純水環境中水解40小時後，聚乳酸重量損失均可達12%左右。
Relation:	第五屆海峽化學、生物及材料研討會，起迄日：2008/07/21-2008/07/22，地點：嘉南藥理科技大學
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