聚對(duì)二氧環(huán)己酮與聚乳酸嵌段共聚物的合成.pdf

1、聚對(duì)二氧環(huán)己酮(PPDO)是脂肪族聚酯的一種，由于它具有優(yōu)異的生物相容性和生物可降解性，目前已被成功應(yīng)用于制造外科縫合線(xiàn)等外科器具。作為生物降解材料，PPDO具有非常優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，在具有高強(qiáng)度的同時(shí)，還擁有良好的韌性，這使得PPDO在環(huán)境友好材料領(lǐng)域也具有非常大的發(fā)展?jié)摿?。聚乳?PLA)也是一種具有良好的生物相容性和生物可降解性的脂肪族聚酯，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，PLA以其以其出色的力學(xué)性能、極具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格優(yōu)勢(shì)、以及其可完全來(lái)

2、源于可再生資源特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于制造食品包裝材料、一次性餐具、服裝、農(nóng)地膜、電子器件等可生物降解產(chǎn)品。然而PPDO和PLA由于其自身結(jié)構(gòu)因素，各自存在一些缺點(diǎn)，如PPDO的熔體強(qiáng)度低，PLA的韌性差，這些都限制了它們的廣泛應(yīng)用。 將對(duì)二氧環(huán)己酮(PDO)和乳酸(LA)進(jìn)行共聚，不但能結(jié)合PPDO的柔韌性和PLA的高強(qiáng)度，改善PPDO在溶劑中的溶解性，還可以通過(guò)對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)來(lái)改變共聚物的結(jié)晶性能、結(jié)晶形態(tài)和熱性能，以適應(yīng)

3、不同的應(yīng)用需求。然而現(xiàn)在所有針對(duì)PPDO和PLA共聚的研究，都是以丙交酯為原料進(jìn)行的，丙交酯價(jià)格昂貴，PPDO和PLA的共聚物在實(shí)際生活中的應(yīng)用受到了限制。在本文中，作者選用價(jià)格便宜的L-乳酸來(lái)代替丙交酯和PDO共聚，通過(guò)不同的合成方法制備出三種具有不同序列結(jié)構(gòu)的PPDO和PLA的共聚物，并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和性能研究。 首先用本體熔融共聚法以SnOct<,2>為催化劑，PLA為大分子引發(fā)劑合成了P(LA-b-PDO)兩嵌段共聚

4、物，通過(guò)調(diào)節(jié)PLA預(yù)聚物的分子量及其與PDO單體的投料比可以實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的控制。采用<'1>H-NMR對(duì)聚合產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，證實(shí)其具有目標(biāo)結(jié)構(gòu)。對(duì)P(LA-b-PDO)結(jié)晶行為和結(jié)晶形態(tài)的研究結(jié)果表明，在P(LA-6-PDO)動(dòng)態(tài)結(jié)晶過(guò)程中，共聚物的組成是影響共聚物性能的決定性因素。共聚物中PLA鏈段含量增加，將導(dǎo)致共聚物結(jié)構(gòu)有序性降低，結(jié)晶速度變慢，共聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T<,g>)和結(jié)晶溫度(T<,c>)升高。對(duì)P(LA

5、-6-PDO)和相關(guān)均聚物PPDO、PLA的WXRD圖進(jìn)行分析比較，發(fā)現(xiàn)共聚物中PPDO鏈段基本保持了原有的晶體結(jié)構(gòu)，而PLA鏈段的衍射峰變得十分微弱，結(jié)晶受到了限制；P(LA-b-PDO)球晶形態(tài)和生長(zhǎng)速度受到結(jié)晶溫度和共聚物組成的影響，升高結(jié)晶溫度，球晶生長(zhǎng)速度變慢，球晶直徑增大，球晶的十字消光現(xiàn)象和織帶結(jié)構(gòu)變得模糊；PLA鏈段含量增加，也使得球晶生長(zhǎng)速度變慢，球晶的十字消光現(xiàn)象和織帶結(jié)構(gòu)變模糊。 而對(duì)P(LA-b-PDo)

6、熱穩(wěn)定性、拉伸性能和體外降解性能的研究結(jié)果表明，提高共聚物的分子量有助于提高共聚物的熱穩(wěn)定性；P(LA-b-PDO)硬而脆，分子結(jié)構(gòu)對(duì)其拉伸強(qiáng)度的影響很大，PLA含量的增加會(huì)使聚合物拉伸強(qiáng)度下降，提高分子量對(duì)提高拉伸強(qiáng)度有積極的影響；P(LA-b-PDO)降解過(guò)程中存在無(wú)規(guī)斷鏈，樣品的特性粘數(shù)([η])都是在降解初期下降十分迅速，到降解后期下降速度減慢，另外共聚物中PLA含量越多，樣品失重速率越快。 然后用擴(kuò)鏈法合成了具有不同分