聚乙醇酸改性研究进展

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.11.022

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (11): 142-152.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.11.022

• 综述 • 上一篇

聚乙醇酸改性研究进展

王勇(), 孙小杰, 王荣, 孙苗苗

北京低碳清洁能源研究院，北京 102299

出版日期:2025-11-26 发布日期:2025-11-21
通讯作者: 王勇 E-mail：20100428@ceic.com
E-mail:20100428@ceic.com
基金资助:
国家能源集团科技创新项目资助(（GJNY‐24‐97）)

Advances in modification of poly（glycolic acid）

WANG Yong(), SUN Xiaojie, WANG Rong, SUN Miaomiao

National Institute of Clean?and?Low?Carbon Energy，Beijing 102299，China

Online:2025-11-26 Published:2025-11-21
Contact: WANG Yong E-mail:20100428@ceic.com

摘要/Abstract

摘要：

全面系统地总结了聚乙醇酸（PGA）共聚改性方面的最新研究进展，涵盖嵌段共聚和无规共聚的设计策略，以及共聚体系对材料结晶性、力学性能和降解行为的影响。此外，还探讨了PGA与其他高分子材料的共混改性研究，包括如何通过物理共混改善PGA的韧性和加工性能。

关键词: 生物可降解, 聚酯, 聚乙醇酸, 共聚改性, 共混改性

Abstract:

This article offers a comprehensive and systematic review for recent advances in the modification of poly（glycolic acid）（PGA）， with a focus on copolymerization and blending strategies. The review examines the design of block and random copolymers and discusses how different copolymerization systems influence the crystallinity， mechanical properties， and degradation behavior of PGA. Additionally， the review highlights recent work on blending PGA with other polymers， emphasizing methods to improve toughness and enhance processability through physical blending.

Key words: biodegradable, polyesters, polyglycolic acid, copolymerization modification, blending modification

中图分类号:

TQ325

王勇, 孙小杰, 王荣, 孙苗苗. 聚乙醇酸改性研究进展[J]. 中国塑料, 2025, 39(11): 142-152.

WANG Yong, SUN Xiaojie, WANG Rong, SUN Miaomiao. Advances in modification of poly（glycolic acid）[J]. China Plastics, 2025, 39(11): 142-152.

图/表 9

图1 乙醇酸、乙交酯及聚乙醇酸的结构式

Fig.1 Structural formulas of glycolic acid， lactide and polyglycolic acid

图2 以甲醇为原料合成PGA的路线

Fig.2 The route of using methanol as raw material to synthesize PGA

图3 PGA与纤维素在58 ℃有氧堆肥条件下的降解曲线［12］

Fig.3 Degradation curves of PGA and cellulose under aerobic composting conditions at 58 ℃

图4 直接缩聚法合成PGA中涉及的化学反应平衡

Fig.4 The chemical reaction equilibrium involved in the synthesis of PGA by direct condensation

图5 PBFGA共聚酯的降解机制［15］

Fig.5 Degradation mechanism of PBFGA copolyester

聚合方法	共聚单体	温度/℃	时间/h	介质	催化剂	重均分子量/g·mol^-1	参考文献
溶液缩聚	乙醇酸、癸二酸、乙二醇	215	⁃⁃	甲苯	⁃⁃	2 450	［18］
溶液缩聚	乙醇酸乙酯、癸二酸二乙酯、1，4⁃丁二醇	60	95	二苯醚	南极假丝酵母脂肪酶B	28 300	［19］
熔融/固相缩聚	乙醇酸、L⁃乳酸	190、170	5、20	无	甲磺酸	80 000	［20］
熔融/固相缩聚	乙醇酸、2⁃羟基异丁酸	190~230、190	5、20	无	二水合醋酸锌	24 900	［21］
熔融本体缩聚	乙醇酸、丁二酸二甲酯、1，4⁃丁二醇	195~198	4~5	无	三氧化二锑	89 800	［22］

表1 几种不同聚合方法及所得产物分子量对比

Tab.1 Comparison of several different polymerization methods and the molecular weight of the resulting products

图6 以苯甲醇为引发剂情况下辛酸亚锡催化乙交酯开环反应的机理

Fig.6 Mechanism of stannous caprylate catalyzing the ring⁃opening reaction of lactide with benzyl alcohol as the initiator

图7 常见的与乙交酯开环共聚的单体

Fig.7 Common monomers copolymerized with acetide ring⁃opening

图8 电子束对PGA/PBAT共混薄膜的处理过程［45］

Fig.8 Electron beam treatment of PGA/PBAT blended films［45］

参考文献 54

[1]	KWON Diana. Three ways to solve the plastics pollution crisis ［J］. Nature， 2023， 616（7956）： 234⁃237.
[2]	JAMBECK Jenna R， GEYER Roland， WILCOX Chris， et al. Plastic waste inputs from land into the ocean ［J］. Science， 2015， 347（6223）： 768⁃771.
[3]	KOELMANS Albert A， REDONDO⁃HASSELERHARM Paula E， Nur Hazimah Mohamed NOR， et al. Risk assessment of microplastic particles ［J］. Nature Reviews Materials， 2022， 7（2）： 138⁃152.
[4]	AKDOGAN Zeynep， GUVEN Basak. Microplastics in the environment： A critical review of current understanding and identification of future research needs ［J］. Environmental Pollution， 2019， 254： 24.
[5]	YU Renshou， SINGH Sher. Microplastic Pollution： Threats and Impacts on Global Marine Ecosystems ［J］. Sustainability， 2023， 15（17）： 21.
[6]	DERRAIK José G.B. The pollution of the marine environment by plastic debris： a review ［J］. Marine Pollution Bulletin， 2002， 44（9）： 842⁃852.
[7]	XANTHOS Dirk， WALKER Tony R. International policies to reduce plastic marine pollution from single⁃use plastics （plastic bags and microbeads）： A review ［J］. Marine Pollution Bulletin， 2017， 118（1⁃2）： 17⁃26.
[8]	MURCIA VALDERRAMA Maria A.， VAN PUTTEN Robert⁃Jan， GRUTER Gert⁃Jan M.. The potential of oxalic ⁃ and glycolic acid based polyesters （review）. Towards CO₂ as a feedstock （Carbon Capture and Utilization ⁃ CCU）［J］. European Polymer Journal， 2019， 119： 445⁃468.
[9]	GABIRONDO Elena， SANGRONIZ Ainara， ETXEBERRIA Agustin， et al. Poly（hydroxy acids） derived from the self⁃condensation of hydroxy acids： from polymerization to end⁃of⁃life options ［J］. Polymer Chemistry， 2020， 11（30）： 4 861⁃4 874.
[10]	YU Bor⁃Yih， CHUNG Chuan⁃Yi， Lung CHIEN I. Development of a plant⁃wide Dimethyl Oxalate （DMO） synthesis process from syngas： Rigorous design and optimization ［J］. Computers & Chemical Engineering， 2018， 119： 85⁃100.
[11]	SAMANTARAY Paresh Kumar， LITTLE Alastair， HADDLETON David M.， et al. Poly（glycolic acid）（PGA）： a versatile building block expanding high performance and sustainable bioplastic applications ［J］. Green Chemistry， 2020， 22（13）： 4 055⁃4 081.
[12]	YAMANE Kazuyuki， SATO Hiroyuki， ICHIKAWA Yukio， et al. Development of an industrial production technology for high⁃molecular⁃weight polyglycolic acid ［J］. Polymer Journal， 2014， 46（11）： 769⁃775.
[13]	OLEWNIK E.， CZERWIŃSKI W. Synthesis， structural study and hydrolytic degradation of copolymer based on glycolic acid and bis-2⁃hydroxyethyl terephthalate ［J］. Polymer Degradation and Stability， 2009， 94（2）： 221⁃226.
[14]	HU Han， ZHANG Ruoyu， WANG Jinggang， et al. A mild method to prepare high molecular weight poly（butylene furandicarboxylate⁃co⁃glycolate） copolyesters： effects of the glycolate content on thermal， mechanical， and barrier properties and biodegradability ［J］. Green Chemistry， 2019， 21（11）： 3 013⁃3 022.
[15]	DING Yue， HUANG Dan， AI Tianhao， et al. Bio⁃Based Poly（butylene furandicarboxylate⁃co⁃glycolate） Copolyesters： Synthesis， Properties， and Hydrolysis in Different Aquatic Environments for Water Degradation Application ［J］. ACS Sustainable Chemistry & Engineering， 2021， 9（3）： 1 254⁃1 263.
[16]	WANG Yong， LIU Jiajian， LI Chuncheng， et al. Synthesis and characterization of poly（butylene terephthalate⁃co⁃glycolic acid） biodegradable copolyesters ［J］. European Polymer Journal， 2022， 180： 8.
[17]	JIANG Bingxue， WANG Yisong， PENG Zhengqi， et al. Synthesis of Poly（butylene adipate terephthalate）⁃co⁃poly（glycolic acid） with Enhanced Degradability in Water ［J］. Macromolecules， 2023.
[18]	SIMITZIS J， SOULIS S， TRIANTOU D， et al. Synthesis and characterization of hydrolytically degradable copolyester biomaterials based on glycolic acid， sebacic acid and ethylene glycol ［J］. Journal of Materials Science： Materials in Medicine， 2011， 22（12）： 2 673⁃2 684.
[19]	YANG Zhe， ZHANG Xiaofang， LUO Xingen， et al. Enzymatic Synthesis of Poly（butylene⁃co⁃sebacate⁃co⁃glycolate） Copolyesters and Evaluation of the Copolymer Nanoparticles as Biodegradable Carriers for Doxorubicin Delivery ［J］. Macromolecules， 2013， 46（5）： 1 743⁃1 753.
[20]	MOON Sung⁃Il， DEGUCHI Kenji， MIYAMOTO Masatoshi， et al. Synthesis of polyglactin by melt/solid polycondensation of glycolic/L⁃lactic acids ［J］. Polymer International， 2004， 53（3）： 254⁃258.
[21]	SOCCIO Michelina， LOTTI Nadia， FINELLI Lara， et al. （2⁃Hydroxy isobutyric） acid containing poly（glycolic acid）： Structure⁃properties relationship ［J］. Journal of Polymer Science Part B： Polymer Physics， 2010， 48（17）： 1 901⁃1 910.
[22]	HU Han， LI Jiayi， TIAN Ying， et al. Experimental and Theoretical Study on Glycolic Acid Provided Fast Bio/Seawater⁃Degradable Poly（Butylene Succinate⁃co⁃Glycolate）［J］. ACS Sustainable Chemistry & Engineering， 2021， 9（10）： 3 843⁃3 852.
[23]	ATHANASIOU Kyriacos A， NIEDERAUER Gabriele G， Mauli AGRAWAL C. Sterilization， toxicity， biocompatibility and clinical applications of polylactic acid polyglycolic acid copolymers ［J］. Biomaterials， 1996， 17（2）： 93⁃102.
[24]	MURCIA VALDERRAMA Maria A， VAN PUTTEN Robert⁃Jan， GRUTER Gert⁃Jan M. PLGA Barrier Materials from CO₂. The influence of Lactide Co⁃monomer on Glycolic Acid Polyesters ［J］. ACS Applied Polymer Materials， 2020， 2（7）： 2 706⁃2 718.
[25]	AYYOOB Muhammad， LEE Seungmook， KIM Young Jun. Well⁃defined high molecular weight polyglycolide⁃b⁃poly（L⁃）lactide⁃b⁃polyglycolide triblock copolymers： synthesis， characterization and microstructural analysis ［J］. Journal of Polymer Research， 2020， 27（5）.
[26]	LI Jian， ROTHSTEIN Sam N， LITTLE Steven R， et al. The Effect of Monomer Order on the Hydrolysis of Biodegradable Poly（lactic⁃co⁃glycolic acid） Repeating Sequence Copolymers ［J］. Journal of the American Chemical Society， 2012， 134（39）： 16 352⁃16 359.
[27]	DOBRZYNSKI Piotr， LI Suming， KASPERCZYK Janusz， et al. Structure-Property Relationships of Copolymers Obtained by Ring⁃Opening Polymerization of Glycolide and ε⁃Caprolactone. Part 1. Synthesis and Characterization ［J］. Biomacromolecules， 2005， 6（1）： 483⁃488.
[28]	JUNG Youngmee， LEE Sun⁃Hee， KIM Sang⁃Heon， et al. Synthesis and characterization of the biodegradable and elastic terpolymer poly（glycolide⁃co⁃L⁃lactide⁃co⁃ϵ⁃caprolactone） for mechano⁃active tissue engineering ［J］. Journal of Biomaterials Science， Polymer Edition， 2012， 24（4）： 386⁃397.
[29]	RITTINGHAUS Ruth D， ZENNER Johannes， PICH Andrij， et al. Master of Chaos and Order： Opposite Microstructures of PCL⁃co⁃PGA⁃co⁃PLA Accessible by a Single Catalyst［J］. Angewandte Chemie⁃International Edition， 2022， 61（11）.
[30]	ZHANG Pengfei， LADELTA Viko， Edy ABOU⁃HAMAD， et al. Catalyst switch strategy enabled a single polymer with five different crystalline phases ［J］. Nature communications， 2023， 14（1）： 7 559.
[31]	WANG Yong， WEN Liang， LIU Jiajian， et al. Synthesis of biodegradable PGA⁃PBC⁃PGA triblock copolymers and closed⁃loop recycling via a thermal depolymerization strategy ［J］. Green Chemistry， 2023， 25（23）： 9 998⁃10 009.
[32]	ZURITA Raül， Jordi PUIGGALí， FRANCO Lourdes， et al. Copolymerization of glycolide and trimethylene carbonate ［J］. Journal of Polymer Science Part A： Polymer Chemistry， 2006， 44（2）： 993⁃1 013.
[33]	DAVACHI S M， KAFFASHI B， Mohammadi ROUSHANDEH J. Synthesis and characterization of a novel terpolymer based on L⁃lactide， glycolide， and trimethylene carbonate for specific medical applications ［J］. Polymers for Advanced Technologies， 2012， 23（3）： 565⁃573.
[34]	WEN Shaohua， LI Yongfei， CHEN Weixing， et al. Synthesis and properties of polylactide terpolymers P（LLA‐TMC‐GA） catalyzed by zirconium （IV） acetylacetonate ［J］. Applied Organometallic Chemistry， 2017， 32（3）.
[35]	XIAOMENG Wu， XIAOYU Chen， ZHONGYONG Fan. Totally biodegradable poly（trimethylene carbonate/glycolide⁃block⁃L⁃lactide/glycolide） copolymers： synthesis， characterization and enzyme⁃catalyzed degradation behavior ［J］. European Polymer Journal， 2018， 101： 140⁃150.
[36]	PAN Hongwei， WANG Ye， JIA Shiling， et al. Biodegradable Poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate）/Poly（glycolic acid） Films： Effect of Poly（glycolic acid） Crystal on Mechanical and Barrier Properties ［J］. Chinese Journal of Polymer Science， 2023， 41（7）： 1 123⁃1 132.
[37]	WANG Kai， SHEN Jianing， MA Zhao， et al. Preparation and Properties of Poly（ethylene glycol⁃co⁃cyclohexane-1，4⁃dimethanol terephthalate）/Polyglycolic Acid （PETG/PGA） Blends ［J］. Polymers， 2021， 13（3）： 20.
[38]	LIU Deguo， XIE Qimeng， LIU Ziwei， et al. Improvement of melt viscosity and compatibility of polyglycolic acid （PGA）/polylactic acid （PLA） blend via reactive blending with bifunctional and multifunctional hybrid chain extender ［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2023： 11.
[39]	MA Zhirui， YIN Tian， JIANG Zhikui， et al. Bio⁃based epoxidized soybean oil branched cardanol ethers as compatibilizers of polybutylene succinate （PBS）/polyglycolic acid （PGA） blends ［J］. International Journal of Biological Macromolecules， 2024， 259： 13.
[40]	WANG Rong， SUN Xiaojie， CHEN Lanlan， et al. Morphological and mechanical properties of biodegradable poly（glycolic acid）/poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate） blends with in situ compatibilization ［J］. RSC Advances， 2021， 11（3）： 1 241⁃1 249.
[41]	孙苗苗，尹甜，蒋志魁，等. PBAT/PGA共混材料制备及其发泡行为研究［J］. 塑料科技， 2022， 50（12）： 59⁃62.
[42]	江猛，刘胜峰，孙小杰，等. PGA/PBAT复合材料抗水解性能研究［J］. 塑料科技， 2022， 50（07）： 32⁃37.
[43]	SHEN Jianing， WANG Kai， MA Zhao， et al. Biodegradable blends of poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate） and polyglycolic acid with enhanced mechanical， rheological and barrier performances ［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2021， 138（43）： 15.
[44]	NIU Deyu， LI Jiaxuan， XU Pengwu， et al. High⁃performance and durable fibrous poly（glycolic acid）/poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate） blends by reactive compatibilization and solid⁃state drawing ［J］. Polymer Degradation and Stability， 2023， 210： 9.
[45]	SAMANTARAY Paresh Kumar， ELLINGFORD Christopher， FARRIS Stefano， et al. Electron Beam⁃Mediated Cross⁃Linking of Blown Film⁃Extruded Biodegradable PGA/PBAT Blends toward High Toughness and Low Oxygen Permeation ［J］. ACS Sustainable Chemistry & Engineering， 2022， 10（3）： 1 267⁃1 276.
[46]	XU Pengwu， TAN Shuai， NIU Deyu， et al. Highly Toughened Sustainable Green Polyglycolic Acid/Polycaprolactone Blends with Balanced Strength： Morphology Evolution， Interfacial Compatibilization， and Mechanism ［J］. ACS Applied Polymer Materials， 2022， 4（8）： 5 772⁃5 780.
[47]	WU Han， WANG Chunyu， NING Zhenbo， et al. Ultra⁃toughened poly（glycolic acid）⁃based blends with controllable hydrolysis behavior fabricated via reactive compatibilization ［J］. European Polymer Journal， 2022， 181： 11.
[48]	孙苗苗，孙小杰，王荣，等. PBS增韧改性PGA共混物的制备及性能［J］. 塑料科技， 2022， 50（03）： 5⁃8.
[49]	孙苗苗，孙小杰，王荣，等. 扩链剂对PGA/PBS共混体系结构及性能的影响［J］. 塑料科技， 2022， 50（04）： 5⁃9.
[50]	LIU Deguo， XIE Qimeng， LIU Ziwei， et al. Improvement of melt viscosity and compatibility of polyglycolic acid （PGA）/polylactic acid （PLA） blend via reactive blending with bifunctional and multifunctional hybrid chain extender ［J］. Journal of Applied Polymer Science， 2023， 140（40）： 11.
[51]	SHEN Hong， HU Xixue， YANG Fei， et al. Cell affinity for bFGF immobilized heparin⁃containing poly（lactide⁃co⁃glycolide） scaffolds ［J］. Biomaterials， 2011， 32（13）： 3 404⁃3 412.
[52]	SONG Jibin， YANG Xiangyu， JACOBSON Orit， et al. Ultrasmall Gold Nanorod Vesicles with Enhanced Tumor Accumulation and Fast Excretion from the Body for Cancer Therapy ［J］. Advanced Materials， 2015， 27（33）： 4 910⁃4 917.
[53]	FERNáNDEZ⁃Carballido A， PASTORIZA P， BARCIA E， et al. PLGA/PEG⁃derivative polymeric matrix for drug delivery system applications： Characterization and cell viability studies ［J］. International Journal of Pharmaceutics， 2008， 352（1/2）： 50⁃57.
[54]	孙颖，白林，刘明昊，等.生物聚酯保鲜膜的制备及其保鲜效果比较［J］.中国塑料，2023，37（10）：93⁃100.

聚乙醇酸改性研究进展

Advances in modification of poly（glycolic acid）

RichHTML

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 9

参考文献 54

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	郑世伦, 周启伟, 刘斌, 梁旭之, 袁明园. 超支化聚酯改性碳纳米管/水性不饱和聚酯复合材料的结构与性能研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(9): 63-67.
[2]	涂著, 马会霞, 李澜鹏, 周峰, 魏志勇. 可海水降解聚酯塑料的研究进展[J]. 中国塑料, 2025, 39(6): 118-125.
[3]	冯硕, 周舒毅, 焦洋, 胡淼, 张若轩, 靳玉娟. 端环氧型超支化聚酯对聚乳酸/滑石粉复合材料性能的影响研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(5): 36-42.
[4]	谢瑛鸾, 周炳, 王洪学. 包装材料及储存条件对PGA性能的影响研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(4): 20-24.
[5]	张丽平, 谢同, 高永平. 生物可降解塑料行业发展现状、存在问题与建议[J]. 中国塑料, 2025, 39(4): 75-83.
[6]	文麒霖, 贾雪华, 孙炎君, 牛思霁, 陈英红, 陈宁. 生物可降解塑料包装薄膜的制备及应用进展[J]. 中国塑料, 2024, 38(9): 112-122.
[7]	崔豹, 杨建军, 吴庆云, 吴明元, 张建安, 刘久逸. 聚乳酸复合材料共混改性研究及应用进展[J]. 中国塑料, 2024, 38(9): 129-136.
[8]	王兴国, 吕明福, 黄逸伦, 郭鹏, 高达利, 张师军. 聚乙醇酸高温降解性能研究及其调控方法[J]. 中国塑料, 2024, 38(8): 13-19.
[9]	朱光泽, 夏志东, 周炜, 王晓露, 吴玉锋, 郭福. 聚酯漆包线漆与其热解产物的共热解行为研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(8): 53-61.
[10]	何和智, 黄宗海, 赖文, 熊华威. PLA/PBAT/CB防静电包装材料的制备及其性能研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(7): 1-8.
[11]	王珅, 刘宣伯, 张艳芳, 贾雪飞, 祝桂香, 张龙贵. 生物可降解无纺布材料研究进展[J]. 中国塑料, 2024, 38(7): 86-92.
[12]	骆佳伟, 周炳, 王洪学, 贾钦. 扩链条件对聚丁二酸丁二酯⁃共⁃对苯二甲酸丁二酯/滑石粉共混物性能的影响[J]. 中国塑料, 2024, 38(6): 1-11.
[13]	牛荷, 吕明福, 张宗胤, 徐耀辉, 许巍, 张师军, 郭鹏. 聚乙醇酸加工技术中助剂的应用进展[J]. 中国塑料, 2024, 38(6): 105-110.
[14]	苏羽航, 周宇鸿, 林渊智, 毛健全, 王永祥, 刘向, 余立, 柯俊沐. 弹性体对PP/EVA无胶复合膜性能影响研究[J]. 中国塑料, 2024, 38(6): 44-50.
[15]	张成, 谢继凯, 郭家杏, 郝智, 罗筑, 陈禹霖. 聚四氟乙烯改性研究进展[J]. 中国塑料, 2024, 38(11): 137-143.