聚乳酸膜研究进展
摘 要：聚乳酸是一种可持续的绿色环保高分子材料，具有明显的可再生优势，有望在分离和纯化领域替代难降解的高分子膜，既能节约石化资源又能减少白色污染。本文介绍了3种制备聚乳酸的方法，即浸没沉淀相转化法、热致相分离法和静电纺丝法。介绍了聚乳酸膜的4种亲水改性方法，即物理共混、表面偏析、表面接枝和表面生物黏合改性，并对聚乳酸膜未来的发展前景进行了展望。
关键词：聚乳酸；微孔膜；超滤膜；亲水改性
1.膜分离技术的发展概述
近年来，膜分离技术作为一种新型、高效的分离与提纯技术，在化工、食品、医药、电子、冶金、海水淡化等领域有着广泛的应用。目前，常用的分离膜材料主要集中于聚偏氟乙烯（PVDF）、聚砜（PSF）、聚醚砜（PES）等高分子聚合物。这些聚合物的制备原料是不可再生的石油资源，并且聚合物一旦废弃之后成为垃圾面临着降解困难、造成环境污染等问题。
聚乳酸（PLA）又名聚丙交酯，是由玉米、甘蔗等农作物经过发酵产生乳酸，再进一步聚合制备而来的一种可生物降解的绿色高分子材料。PLA凭借其来源广泛、成本低廉、较好的成膜性、可控降解性以及良好的生物相容性，在国民生产、医疗卫生等多个领域都具有非常重要的应用，被人们认为是有希望替代石油基聚合物的生物基材料。但PLA膜的缺点是亲水性较差，用于水相体系时易造成严重的膜污染，污染后的膜通量衰减，过滤性能下降。寻找适当的改性方法，提高PLA膜的亲水性能、抗污染性能是解决膜污染问题，延长膜的使用寿命的根本途径。
2.聚乳酸膜的制备
聚乳酸分离膜的制备方法主要有相分离法和静电纺丝法。下面重点介绍浸没沉淀相转化法、热致相分离法和静电纺丝法在聚乳酸分离膜制备方面的研究进展。
2.1浸没沉淀相转化法
浸没沉淀相转化法是聚乳酸分离膜最常用的制备方法。浸没沉淀相转化法制膜具有制备过程简单、通用性强、可调参数多和膜结构形态多等优势。
Sawalha等[1]研究了浸没沉淀相转化法在不同制备条件下对聚乳酸膜结构的影响，用甲醇作非溶剂可以得到非对称结构的聚乳酸，用水作非溶剂则形成球粒状结构的聚乳酸，此外，添加十二烷作为添加剂能够显著提高膜的孔径和孔隙率。Jiang等[2][3]研究了溶剂对聚乳酸超滤膜结构的影响，实验结果表明单一纯溶剂所制备膜的纯水通量都偏小，而二氧六环和Ｎ－甲基吡咯烷酮的二元混合溶剂能够有效调控聚乳酸膜的结构，随着两者混合比例的增大，支撑层先由海绵状大孔结构逐渐转变为规整的指状孔结构，后演变为倾斜的指状孔结构，膜的水通量也有明显的提高。Minbu等[4]以二氧六环作溶剂，研究了多种表面活性剂对聚乳酸微滤膜的影响，结果表明亲水亲油平衡值在14.9～15.4范围内的表面活性剂能够显著降低膜的收缩现象，而向10％（质量分数）铸膜液中添加10％（质量分数）吐温－80制膜，所得微滤膜具有良好的分离性能。
2.2热致相分离法
热致相分离法也是制备聚乳酸分离膜的常用方法。其基本过程是将聚乳酸和稀释剂在较高温度下混合制成均相溶液，然后降温使其发生相分离，最后除去稀释剂就能得到具有一定孔结构的聚乳酸膜。热致相分离法具有适用范围广、控制参数少和过程重复性好等突出优点。
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