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聚乳酸（PLA）是一种以可再生资源为起始原料来生产的可生物降解高分子材料,最终分解为二氧化碳和水。聚乳酸无毒、无刺激性,具有优良的可生物降解性、生物相容性和力学性能,并可采用传统的方法成型加工,不仅可以作为生物医学材料用做药物缓释载体、外科植入材料和组织工程支架材料,而且可以作为通用塑料用于农业、包装材料、日常生活、服装等领域,应用前景良好,是近年来可生物降解高分子材料研究的热点。聚乳酸通常通过丙交酯开环聚合制得,由于丙交酯合成过程需要反复结晶,因此由丙交酯聚合得到的聚乳酸价格较高,限制了这一环境友好材料的推广使用。针对上述问题,本文利用含水乳酸直接缩合得到聚乳酸。着重研究了熔融本体聚合。直接熔融聚合制备PLA的关键在于小分子水的脱除。通过研究催化剂、反应温度、反应时间等因素对PLA分子量的影响,优化了工艺参数,并对聚合反应产物进行了NMR、IR、GPC、热分析等多种分析测试。本论文研究的五种新型催化体系反应时间短,产率高,产物分子量高;研究中使用的聚合方法环保,聚合所使用的单体价廉易得,资源可再生;聚合物分子量和纯度高,分子量分布窄,具有广泛应用前景。本论文研究的五种催化体系均未见文献报道。1、SnCl2·2H2O与己内酰胺共催化乳酸本体缩聚,合成重均分子量约50,000的聚乳酸,合成的聚乳酸产率最高达87—94%;反应时间短:单体为85%—90%的乳酸,价格低廉,原料来源丰富;聚合方法环境友好,不使用任何共沸溶剂或有毒催化剂。通过对催化剂用量、反应温度、反应时间等的探讨得出最佳的反应条件为:己内酰胺用量为1.0wt%,SnCl2·2H2O用量为1.0wt%,亚磷酸用量为0.1wt%,逐步升温至180℃,在0.015MPa条件下,总反应时间为16小时。2、使用ZnCl2与丁二酸酐共催化乳酸直接脱水缩聚得到较高分子量的聚乳酸,催化活性比单用ZnCl2要高。结果发现:丁二酸酐用量为0.05mol%,ZnCl2用量为1.0mol%,0.015Mpa,180℃条件下反应24小时得到粘均分子量为30200的聚乳酸,分子量分布为1.2—1.4之间,产率为60-80%,分子量分布窄,降解速率平稳,所以很适合于缓释药物微球。3、使用乙酸锌催化乳酸直接脱水缩聚得到较高分子量的聚乳酸,采用分步加入法,催化活性提高,得到较好的效果。得到的聚乳酸不含有毒催化剂,所以适合于医学方面。最佳聚合条件:催化剂Zn（Ac）2·2H2O用量:0.25mol%+0.25mol%:总反应时间:24h:聚合温度:180℃;体系压强:0.015MPa。4、使用FeCl3·6H2O催化乳酸直接脱水缩聚得到较高分子量的聚乳酸,采用分步加入法,催化活性提高,得到较好的效果。得到的聚乳酸不含有毒催化剂,铁为人体正常代谢所含元素,所以适合于生物医学方面。最佳聚合条件:催化剂FeCl36H2O用量:0.10mol%+0.60mol%;总反应时间:21h;聚合温度:180℃;体系压强:0.015MPa。5、首先以单体为含水20%的D,L-乳酸熔融聚合合成具有一定分子量的PLA,在熔融缩聚一定时间后不对产物做任何处理,然后以2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）为扩链剂,通过扩链反应将体系中线型低聚物偶合。结果表明,扩链反应可以有效提高PLA的分子量,也提高了初始原料乳酸合成聚乳酸类药物缓释材料的利用率。在本实验的最佳反应条件是25mL原料乳酸以SnCl2·2H2O为催化剂聚合14小时后直接扩链,扩链剂TDI为4mL,在180℃,0.015MPa下扩链10min。在此条件下,扩链前分子量约为8900的聚乳酸经过扩链生成了分子量约50,000的聚乳酸,分子量提高了约5.6倍,产率也由67.6%提高到82.9%。