聚乳酸微球的制备

　　

聚乳酸微球的制备

姚新建 王运生

周口师范学院化学系

摘 要:以L—乳酸为原料，以锡粒为催化剂，实现丙交酯的活性开环聚合反应，合成了分子量可控的聚乳酸。以红外光谱对聚乳酸的结构进行表征。以二氯甲烷为溶剂，聚乙烯醇为表面活性剂，制备了聚乳酸微球。

关键词：丙交酯、聚乳酸、微球

Preparation of polylacticacid microspheres

Yao Xin-jian Wang Yun-sheng

Department of Chemistry, Zhoukou Normal University

Abstract: To L-lactic acid as raw materials and tin as a catalyst to achieve the activity of lactide ring-opening polymerization,synthesis of controlled molecular weight polylactic acid.With infrared spectroscopy to characterize the structure of polylacticacid.Dichloromethane as solvent, polyvinyl alcohol as surfactant,polylactic acid microspheres prepared.

Key Words: Lactide;polylacticacid;microspheres

近年来，随着人们对生物可降解高分子材料的研究不断深入，生物降解高分子的应用日益广泛，已经涉及到食品包装、农用薄膜和医用材料等领域。常用的降解材料有聚乙醇酸（PGA）,聚乳酸（PLA和聚己内酯，其中被称为“绿色材料”的聚乳酸最受重视。聚乳酸因具有无毒、无积蓄、降解产物可参与新陈代谢等优点，经美国食品和药品管理局批准，被广泛用于药物缓释胶囊、外科手术缝合线、骨科内固定材料及作为通用高分子材料使用等。它在自然界中微生物、水、酸、碱等的作用下能完全分解，最终产物是CO₂和H₂O，中间产物乳酸也是体内正常代谢的产物，不会产生不良反应，对环境也没有污染。所以有关聚乳酸的开发和利用越来越受到重视^[1-3]。

我们以L—乳酸为原料，以锡粒为催化剂，实现丙交酯的活性开环聚合反应，合成了分

河南省教育厅2011年度自然科学研究项目（项目编号：2011B150043），

周口师范学院2011年度实验室开放项目（项目编号：201107）

作者：姚新建，（1965-），男，河南省扶沟县人，教授。E-mail:yaoxinjian@sohu.com

子量可控的聚乳酸。测定聚乳酸的分子量，对聚乳酸的结构进行表征。以二氯甲烷为溶剂，聚乙烯醇为表面活性剂制备了聚乳酸微球。

1.实验部分

1.1仪器和药品

L—乳酸；锡粒；氧化锌；乙酸乙酯；二氯甲烷；聚乙烯醇-400等；以上试剂都是分析纯。循环水真空泵；油浴锅；ZK-82B型真空干燥箱；JJ-2增力电动搅拌器；傅里叶变换红外光谱仪；热重分析仪，扫描电子显微镜。

1.2丙交酯的制备

将100mlL-乳酸置于250ml蒸馏瓶中，加少量沸石，在电热套中升温至100～120℃，加热大约1h，脱去L-乳酸中游离水的量约10ml。在搅拌下加入锡粒0.65g，边减压边升温，继续脱水3.5h,控制温度160度，得到浅黄色低聚L-乳酸。把自来水冷凝改为控温循环水冷凝，将上述低聚乳酸在剧烈搅拌和减压（500pa）下，迅速升温至230℃，使L-丙交酯蒸出，在接受装置中冷凝成乳白色的丙交酯粗产品。将得到的丙交酯粗产品用乙酸乙酯重结晶3次，得到的丙交酯置于真空干燥箱中干燥7-9个小时，取出称重备用。

1.3聚乳酸的制备

取3g丙交酯，加入催化剂（单体与催化剂摩尔比为100:1），加入25ml单口圆底烧瓶中，以石蜡为热源，油浴控温装置控制目标温度，减压至真空（0.098Mpa） ,缓慢加热至固体完全溶解，充分抽离溶剂，封管。移去减压装置，控温130℃，聚合7h得聚乳酸。用乙酸乙酯重结晶提纯；置于干燥容器中备用。

1.4聚乳酸的红外分析

聚乳酸的红外光谱由FL—IR光谱仪测定，制样方法为将2mg的聚乳酸样品和300 mg溴化钾混合均匀在10 MPa的压力下压片,制作图谱并进行分析。

1.5聚乳酸微球的制备

低温下将1.5g聚乳酸溶解到14ml的二氯甲烷中，制成溶液；另用去离子水，配制质量分数为0.5％、1％、1.5％的聚乙烯醇溶液备用；搅拌下把聚乳酸溶液缓慢滴加到聚乙烯醇的溶液中，快速搅拌2—3h；升温，待二氯甲烷挥发完毕，离心，洗涤，转移至真空干燥箱中（控制温度40℃），干燥24h，得到聚乳酸微球。

低温下将聚乳酸、吡虫啉溶解到二氯甲烷中，同上方法制成聚乳酸载药微球。

1.6扫描电子显微镜

SEM样品前处理：将硅片置于超声波洗器中分别用自来水，蒸镏水，无水乙醇各洗涤10分钟，取出，置于有滤纸的培养皿中，于70℃的烘箱中烘干，取出冷却至室温。将聚乳酸微球样品取适量，于小烧杯中搅拌溶于乙醇，超声分散10min，吸取适量试液滴至结晶干燥的硅片上。待乙醇自然挥发完，将硅片置于培养皿中盖上盖子放置于70℃烘箱中烘干17h。

SEM检测：将聚乳酸乳液滴在玻璃片上，喷金，用扫描电子显微镜观察并采集图像，从扫描电镜照片中测量400个左右的微球直径，计算出表征微球单分散性的粒径分布相对标准偏差。

2结果与讨论

2.1催化剂对丙交酯产率的影响

表1 催化剂对丙交酯产率的影响

催化剂 低聚乳酸合成时间 丙交酯产率

ZnO 3.5h 21﹪

Sn粒 3.5h 76﹪

ZnO与Sn粒 3.5h 43﹪

控制低聚乳酸合成温度为160℃，压力为0.09Mpa，讨论不同催化剂对丙交酯产率的影响，结果见表1。从结果可知，Sn粒的催化效果最好。

2．2聚乳酸的红外光谱图

图1聚乳酸的红外光谱图

图1为聚乳酸的红外光谱图；波数2997.64cm^-1和2947.13cm^-1处为C-H的伸展振动吸收峰；在1758.15cm^-1处有吸收说明有羰基存在；在1132.66cm^-1处为C-O对称伸缩振动吸收峰；1455.44cm^-1处的吸收为CH3的弯曲振动峰；在3429.22cm^-1处有吸收，为聚乳酸端羟基O-H的伸缩振动吸收峰；在1394.32cm^-1的峰属于C-H弯曲振动峰；在1270.52cm^-1处的吸收

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