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聚乳酸(PLA)是一种新型环境友好材料，已被用于人体组织修复、伤口缝合、医药和农药的控制释放等；在包装、建材等其他应用领域，用它代替传统的通用塑料，能从根本上避免对环境的污染和危害，具有广阔的应用前景。针对目前聚乳酸合成中存在的诸如反应时间长、生产效率低，工艺复杂、产品成本高等问题，本文系统研究了合成聚乳酸的丙交酯开环聚合法和乳酸熔融缩聚法两种工艺路线，成功地将微波辐射技术引入到聚乳酸合成工艺中，并对聚乳酸合成反应动力学及环境降解性能等问题进行了较为深入系统的研究，取得了令人满意的结果。
本文首先以乳酸为原料，研究了丙交酯开环聚合法合成聚乳酸的工艺。在乳酸合成丙交酯工艺中，通过对催化剂及投加方式的选择、反应条件的优化，合成出具有较高产率的纯丙交酯，为进一步合成聚乳酸奠定了良好的基础。在丙交酯开环聚合合成聚乳酸工艺中，采用传统加热法在150～160℃下反应6～8h，合成出粘均分子量Mη为21～22万的聚乳酸，但该反应需要在高真空条件下进行。本文在丙交酯开环聚合工艺步骤中引入微波辐射促进反应技术，提出采用某种无机材料(HIT-C)作为微波辅助加热介质，研究开发出新型微波辐射合成工艺，可使反应在常压下进行，合成相同分子量的聚乳酸仅需在450W功率下辐射反应30min，提高工效十余倍。
针对丙交酯开环聚合法存在的产率较低、两步反应过程较为复杂等问题，进一步研究了乳酸熔融缩聚合法合成聚乳酸的工艺。本文采用氯化亚锡(SnCl2)-对甲苯磺酸(TSA)复合体系为催化剂，获得了很好的催化效果，有效地提高了熔融缩聚合法合成聚乳酸的分子量。传统加热法中，乳酸经140℃下预聚8h、165℃下聚合8h后，获得了粘均分子量Mη为6.45×104的聚乳酸产品。本文在该合成工艺中引入微波辐射促进反应技术，在介质HIT-C的辅助加热作用下，乳酸经320W功率预聚35min和528W聚合40min后，合成出粘均分子量Mη为5.08×104的聚乳酸。
新的微波辐射合成工艺降低了对操作条件的要求，使合成反应周期明显缩短，在很大程度上降低了能耗和聚乳酸的生产成本，具有工业化推广价值。
本文对所合成的聚乳酸进行了结晶性、力学性能及热性能等物理性能分析，研究了分子量及构型对各项物理性能的影响。结果表明，聚D,L-乳酸(PDLLA)为无定型结构，聚L-乳酸(PLLA)为部分结晶结构，较高分子量的聚乳酸具有良好的力学性能和加工性能。
本文系统地研究了传统加热法和微波辐射法下乳酸熔融缩聚反应动力学，考察了催化剂、反应温度、微波功率、加热介质等实验条件对反应级数和反应速率常数的影响，建立了相应的反应动力学方程。研究结果表明，乳酸自催化反应为三级慢反应，外加酸催化反应为二级反应；微波辐射不改变原有的反应级数，但使反应速率常数显著增大。微波法中辅助加热介质的应用，进一步提高了反应速率常数。通过对微波辐射下反应动力学的系统研究为合理解释微波辐射加速乳酸熔融缩聚反应的原理提供了实验依据。
本文还较为系统地研究了聚乳酸薄膜的环境降解性能，考察了聚合物初始分子量、降解环境及聚合物构型等对降解过程的影响。结果表明，聚乳酸具有良好的环境可降解性，降解速率受聚乳酸的分子量、构型及降解环境的影响较大。溶液中的降解反应随溶液酸性的增强而加剧，随分子量的增大而降低。部分结晶性的PLLA在溶液中的降解速率要比无定型态的PDLLA慢。在室外土壤中，由于土壤中微生物的侵蚀作用，质量损失较在溶液中快。在实验考察范围内，分子量的降解在一定时间内符合一级降解反应动力学规律。电镜实验结果表明，随降解的进行，薄膜表面出现溶胀侵蚀、粗糙及孔洞等现象，且随着时间的延长而不断加强。