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聚乳酸（PLA）是一種可生物降解的新型高分子材料，是以重要農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物（玉米 等）經(jīng)過(guò)現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)出乳酸產(chǎn)物為原料，再經(jīng)過(guò)特殊的聚合反應(yīng)過(guò)程生成的高分 子材料，也被稱為玉米塑料。 聚乳酸不但具有一般高分子材料所具有的基本特性，而且應(yīng)用特性更為優(yōu)良，應(yīng)用 面十分廣闊，涵蓋包裝材料、日用塑料制品、醫(yī)藥、人造骨骼、手術(shù)骨釘、手術(shù)縫合線、 紡織面料、農(nóng)用地膜、地毯、家用裝飾品等。 聚乳酸材料具有完全可降解性，在自然界中微生物的作用下能徹底分解成水和二氧 化碳，因而對(duì)環(huán)境沒(méi)有危害，克服了化工塑料的最大弊病。塑料來(lái)自于石油化工，從戰(zhàn) 略角度說(shuō)石油是一種不可再生資源，據(jù)預(yù)測(cè)在未來(lái) 30~50 年間，世界上的石油就將消耗 殆盡，作為石化產(chǎn)品的塑料制品也將無(wú)法生產(chǎn)。因此，發(fā)達(dá)國(guó)家正在積極尋找新的替代 產(chǎn)品，作為重要的生物可降解材料，聚乳酸是首選之一。有些國(guó)家已將生物降解塑料作 為繼金屬材料、無(wú)機(jī)材料、高分子材料之后的“第四類新材料”。 聚乳酸已成為當(dāng)今世 界范圍的研究和開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)。 聚乳酸是一種低能耗產(chǎn)品，能耗比石油產(chǎn)品為原料生產(chǎn)的聚合物低 30~50%。預(yù)計(jì)在 不可再生的石油資源枯竭期到來(lái)之前，石油及其衍生物市場(chǎng)價(jià)格將暴漲，而可再生的制 品必將成為全球緊俏的產(chǎn)品。這就給聚乳酸帶來(lái)了千載難逢的市場(chǎng)機(jī)遇和巨大的消費(fèi)潛 力。 聚乳酸的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)可形成“玉米–L 乳酸–聚乳酸–共聚共混物–日常制品”一 條完整的產(chǎn)業(yè)鏈，有利于解決農(nóng)業(yè)大國(guó)的糧食特別是玉米的出路問(wèn)題，提高農(nóng)副產(chǎn)品附 加值，提高農(nóng)民收入，刺激、推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展；產(chǎn)業(yè)鏈的形成有利于增加就業(yè)機(jī)會(huì)；同時(shí) 將大有利于節(jié)約石油資源，維護(hù)國(guó)家能源安全；改善生態(tài)環(huán)境，解決“白色污染”問(wèn)題。 所以聚乳酸產(chǎn)業(yè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重大的戰(zhàn)略意義。

本發(fā)明公開(kāi)了一種高韌性聚乳酸合金及其制備方法，該高韌性聚乳酸合金是由聚乳酸、不飽和脂肪族聚酯和自由引發(fā)劑經(jīng)熔融共混反應(yīng)擠出制成，其中聚乳酸與不飽和脂肪族聚酯的質(zhì)量比為70:30～98:2，自由基引發(fā)劑的用量為聚乳酸與不飽和脂肪族聚酯總質(zhì)量的0.01～1％，該聚乳酸合金的拉伸強(qiáng)度為35～64MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為32～373％，沖擊強(qiáng)度為36～637J/m。該高韌性聚乳酸合金能夠很好的改善聚乳酸的拉伸韌性和沖擊韌性，斷裂伸長(zhǎng)率能夠提高到近400％，沖擊強(qiáng)度能夠提高至近640J/m，這對(duì)拓展聚乳酸的應(yīng)用范圍具有重要意義；同時(shí)該高韌性聚乳酸合金具備全生物降解性，具有很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

聚乳酸是一種新型可生物降解材料。近?0年來(lái)，聚乳酸發(fā)展迅速。雖然聚乳酸已吸引了全球的眼球，但聚乳酸的性價(jià)比低于石油基樹(shù)脂是制約聚乳酸產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，而且聚乳酸的耐熱性、抗沖擊性能較差，限制了其應(yīng)用，而居高不下的價(jià)格也令市場(chǎng)難以接受。因此應(yīng)從聚乳酸合成－具有立體復(fù)合結(jié)構(gòu)的耐熱聚乳酸材料開(kāi)發(fā)－改性應(yīng)用加工的全技術(shù)鏈角度進(jìn)行系統(tǒng)的技術(shù)改進(jìn)，以促進(jìn)聚乳酸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。本技術(shù)以高純度手性乳酸為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)了熔融縮聚－固相縮聚制備高分子量聚乳酸的工藝；突破了穩(wěn)定的、分子量可控的手性聚乳酸合成的技術(shù)瓶頸，以手性聚乳酸為原料，通過(guò)熔融共混、結(jié)晶成核控制等方法開(kāi)發(fā)了聚乳酸立體復(fù)合材料；針對(duì)聚乳酸材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工流變特性，開(kāi)發(fā)了聚乳酸的改性配方；可開(kāi)發(fā)出一系列耐熱性能、機(jī)械性能優(yōu)異的聚乳酸應(yīng)用制品。已完成直接熔融縮聚法合成聚乳酸工藝的開(kāi)發(fā)研究，可獲得分子量Mw在1～8萬(wàn)可控、高產(chǎn)率的聚乳酸，并公開(kāi)發(fā)明專利1篇。已完成固相縮聚法合成聚乳酸的工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)研究，已獲得高分子量（Mw為40多萬(wàn)）的聚乳酸，為進(jìn)一步放大實(shí)驗(yàn)提供了良好的基礎(chǔ)。已能合成不同光學(xué)純度和不同分子量的聚L-乳酸和聚D-乳酸，開(kāi)發(fā)的聚乳酸立體復(fù)合材料熔點(diǎn)≥210℃，熱變形溫度≥110℃。有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；中國(guó)發(fā)明專利?項(xiàng)：CN1810878A ；CN101735429；CN101875765A。

本課題組研究開(kāi)發(fā)了乳酸制丙交酯的新技術(shù)，可有效提高丙交酯的得率及純度，經(jīng)聚合，可獲得不同分子量的聚乳酸（分子量可由1000至40萬(wàn)可控）。并有高玻璃化溫度、或親水性或星型結(jié)構(gòu)等改性聚乳酸產(chǎn)品。工藝路線：     應(yīng)用范圍：屬可生物降解高分子。用于環(huán)境友好塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)，不產(chǎn)生“白色污染”，且不受石油資源匱乏的影響。

聚乳酸（PLA ）也稱作聚丙交酯，是以玉米淀粉作為原料，用酶分解淀粉，得到葡萄糖，再由微生物發(fā)酵葡萄糖制得乳酸，從乳酸單體通過(guò)兩種不同的合成途徑：即乳酸直接縮聚反應(yīng)（一步法）和通過(guò)丙交酯中間體開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng)（二步法）獲得。目前，高分子量的PLA一般采用二步法。此方法是先由乳酸合成丙交酯，再由丙交酯在催化劑（cat）的作用下開(kāi)環(huán)聚合制備PLA，反應(yīng)式如圖1所示。因此，PLA是一種能夠被水解和被微生物分解的合成塑料。

聚乳酸（PLA）以其原料來(lái)源豐富、可再生的特點(diǎn)吸引了人們極大的關(guān)注，同時(shí)PLA具有良好的力學(xué)性能，能夠與傳統(tǒng)意義上的塑料一樣制成各種包裝材料、農(nóng)用薄膜、家具器皿、家電、玩具、建材等。PLA類材料被使用后可以進(jìn)行自然降解、堆肥和燃燒處理，最終產(chǎn)物只有水和二氧化碳，不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染。但是PLA制品沖擊性能較差，因此進(jìn)行PLA基木塑復(fù)合材料的研究，希望在降低PLA制品成本的同時(shí)能改善PLA的沖擊性能和耐熱性。本研究以PLA、楊木粉為主要原料用HAKKE制備PLA基木塑復(fù)合材料。由于木粉分子中含有大量羥基基團(tuán)，使木粉大分子鏈之間及其內(nèi)部有強(qiáng)烈氫鍵作用，加之木粉結(jié)構(gòu)上的各向異性共同導(dǎo)致了木粉整體結(jié)構(gòu)上的不對(duì)稱性，木粉具有較強(qiáng)的表面化學(xué)極性，使木粉具有極強(qiáng)的吸水性；而盡管PLA具有羰基具有一定的極性，且可能與木粉形成氫鍵，但由于木粉大分子鏈之間的氫鍵作用強(qiáng)烈，容易團(tuán)聚，因此本研究的關(guān)鍵是用偶聯(lián)劑處理木粉表面以提高PLA和木粉的相容性。

聚乳酸（PLA）是第一個(gè)商業(yè)化的生物塑料。構(gòu)成聚乳酸的碳100%來(lái)自可再生生物質(zhì)資源。生產(chǎn)聚乳酸的現(xiàn)行工藝由兩段組成，首先從碳水化合物發(fā)酵制得乳酸，接著將乳酸脫水得到丙交酯（乳酸的二聚體）、丙交酯開(kāi)環(huán)聚合得到聚乳酸（聚丙交酯）。乳酸發(fā)酵生產(chǎn)和丙交酯生產(chǎn)已經(jīng)有成熟可靠的工藝。然而，現(xiàn)行聚合工藝通常包含兩到三段工序，單體丙交酯采用金屬化合物催化間歇聚合得到預(yù)聚物（分子量3到5萬(wàn)），預(yù)聚物固化、粉碎進(jìn)入螺桿機(jī)與擴(kuò)鏈劑反應(yīng)得到分子量10萬(wàn)左右的聚乳酸樹(shù)脂。第二步的擴(kuò)鏈反應(yīng)，也可采取固態(tài)聚合工藝首先。整個(gè)聚合工藝耗時(shí)4-8小時(shí)，設(shè)備多、工藝復(fù)雜、能耗高、生產(chǎn)效率低。本項(xiàng)目開(kāi)發(fā)了包括聚合方法、催化劑、聚合工藝、和反應(yīng)加工裝置的較完整專利技術(shù)，已申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利及其PCT國(guó)際專利3件，正在進(jìn)入美國(guó)國(guó)家階段。形成了完全不同于國(guó)外技術(shù)的新一代反應(yīng)加工生產(chǎn)聚乳酸技術(shù)。

本成果針對(duì)目前聚乳酸（PLA）存在的易燃和脆性等問(wèn)題，采用合成反應(yīng)型阻燃擴(kuò)鏈劑的方法制備具有永久阻燃性能的聚乳酸。通過(guò)引入少量的反應(yīng)型無(wú)鹵阻燃劑及復(fù)合納米技術(shù)，得到阻燃效果優(yōu)異的阻燃聚乳酸。本成果開(kāi)發(fā)的阻燃聚乳酸，相比于市面上普通的添加型阻燃劑，表現(xiàn)出對(duì)基體力學(xué)性能的影響小，阻燃效率高等特點(diǎn)。并通過(guò)復(fù)合增韌技術(shù)，使阻燃型聚乳酸具有良好的韌性。阻燃性能指標(biāo)可達(dá)到LOI大于30，UL-94 V-0級(jí)。本成果采用的新技術(shù)使得聚乳酸附加值高，性能優(yōu)異，可適于電子電器類產(chǎn)品等領(lǐng)域。因此，這種來(lái)源于生物質(zhì)具有可完全降解的阻燃型聚乳酸是新一代生物基環(huán)境友好型功能塑料。 主要技術(shù)、指標(biāo)： LOI > 30, UL-94 V-0;  HRR < 250 kW/m2 拉伸強(qiáng)度>50MPa；斷裂伸長(zhǎng)率> 100%； 建設(shè)投產(chǎn)條件（投入資金情況、需要的廠房、使用配套設(shè)施狀況等）： 10000噸/年規(guī)模投資1800萬(wàn)，廠房面積2000平方米。

本項(xiàng)目為國(guó)內(nèi)首個(gè)冠脈生物可降解支架，項(xiàng)目由復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院與山東華安生物科技有限公司合作完成。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡(jiǎn)介 本項(xiàng)目為國(guó)內(nèi)首個(gè)冠脈生物可降解支架，項(xiàng)目由復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院與山東華安生物科技有限公司合作完成。歷經(jīng)15年基礎(chǔ)及臨床研究，XINSORB生物可降解支架目前已完成大規(guī)模臨床研究長(zhǎng)期隨訪，研究顯示XINSORB可降解支架與對(duì)照組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，顯示了和傳統(tǒng)藥物洗脫支架相當(dāng)?shù)挠行院桶踩浴?2020年3月4日XINSORB 可降解心臟支架（生物可吸收冠脈雷帕霉素洗脫支架系統(tǒng)）通過(guò)了國(guó)家藥品監(jiān)督管理局審批并成功上市，XINSORB 可降解心臟支架是中國(guó)首款具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物可吸收支架，在支架技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展史上具有里程碑式的意義。同時(shí)，完全自主研發(fā)產(chǎn)品標(biāo)志著中國(guó)民族企業(yè)掌握了國(guó)際上僅有極少數(shù)跨國(guó)公司掌握的核心技術(shù)，使我們躋身世界可降解支架研究的前沿，為中國(guó)在高端醫(yī)療器械領(lǐng)域爭(zhēng)得了話語(yǔ)權(quán)，將促進(jìn)我國(guó)相關(guān)醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。  目前，XINSORB 可降解心臟支架已經(jīng)進(jìn)入近百家醫(yī)院，完成約4000例支架植入，為心血管疾病患者提供了更為安全的治療方案，預(yù)計(jì)2022年可創(chuàng)造3億元年產(chǎn)值。