4a-PCL-b-PDLA與2a-PLLA共混體系的結(jié)晶與降解行為研究
發(fā)布時間:2021-10-10 20:25
聚乳酸是最重要的環(huán)境友好型高分子材料,因其優(yōu)異的生物相容性、生物可降解性以及可加工性在日用品領(lǐng)域以及生物醫(yī)學領(lǐng)域中受到了廣泛的關(guān)注。但由于聚乳酸材料結(jié)晶速率慢、生產(chǎn)成本高等缺陷限制了其進一步的應用。共混改性是一種經(jīng)濟且實用的對聚乳酸改性的方法,其中改性劑的設(shè)計尤為重要。近些年來,具有“軟段-硬段”核殼結(jié)構(gòu)的聚乳酸改性劑是本領(lǐng)域的研究熱點,然而其相關(guān)的改性機制尚未研究清楚,尤其是“硬段”(PDLA)基體形成的立構(gòu)復合晶對共混物聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響有待深入研究。本論文設(shè)計合成了不同PDLA嵌段分子量的多臂嵌段共聚物改性劑:四臂-聚己內(nèi)酯-b-右旋聚乳酸(4a-PCL-b-PDLA),以PCL作為軟段,以PDLA作為硬段,然后將其與2a-PLLA共混。重點探討隨著PDLA嵌段分子量的增加,嵌段共聚物與PLLA形成的立構(gòu)復合晶從無到有的過程對PLLA結(jié)晶及降解性能的影響。主要工作內(nèi)容如下:首先采用兩步開環(huán)聚合的方法合成4a-PCL-b-PDLA嵌段共聚物,在保持臂數(shù)不變和PCL分子量不變的前提下,調(diào)控PDLA嵌段的分子量變化,然后將4a-PCL-b-PDLA與2a-PLLA共混,在非等溫結(jié)晶和等溫...
【文章來源】:北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?PCL結(jié)構(gòu)圖??
?北京化工大學碩士學位論文???CH3?CH2??丨丨?h??、COOH?HOCXT??L-lactic?acid?D-lactic?acid??L ̄lacndc?Mcso?lactjde?D-lac.iicle??圖1-2乳酸和丙交酯的立體異構(gòu)形式??Fig.?1-2?Stereoisomeric?forms?of?lactic?acid?and?lactide.??1.3.2聚乳酸的特性??1.環(huán)境友好性??(1)原料可再生性??聚乳酸以乳酸為主要合成原料。乳酸可以通過發(fā)酵從可再生能源(玉米、淀粉、??小麥和甘蔗等農(nóng)作物)中獲得。與石油等不可再生資源相比,乳酸的生產(chǎn)可以避免??造成環(huán)境污染,同時可再生資源也符合國家提倡的綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展理念。??(2)可生物降解性??除了原料的可再生性以外,聚乳酸還具有生物可降解性。與傳統(tǒng)的塑料相比,??聚乳酸可以直接通過微生物、光等直接分解為二氧化碳和水等無毒無害無污染的物??質(zhì)且可以直接參加到自然界循環(huán)中。??因此,聚乳酸的可再生性和生物可降解性使得其在市場中的應用非常廣泛。??2.生物相容性??聚乳酸最具吸引力的優(yōu)勢除了生物可降解性外就是生物相容性。生物相容性使??其在組織工程方面具有較為廣泛的應用。生物相性的材料不應在局部組織產(chǎn)生毒性??或者致癌作用,同時其降解產(chǎn)物不應該感染組織細胞的愈合。當將其植入得到包括??人體組織或生物體中時,聚乳酸可以在酸或酶的作用下水解生成乳酸。乳酸作為機??體內(nèi)的一種代謝產(chǎn)物可以進一步參加到機體代謝循環(huán)中并降解生成二氧化碳和水,??而且這種無毒的或者低含量的代謝產(chǎn)物使其自然而然的獲得生物醫(yī)學工程應用的選??擇。
于乳酸異構(gòu)體原料,溫度和催化劑。另一方面,聚??乳酸產(chǎn)物的分子量也會受到反應溫度、反應時間以及催化劑單體的純度和用量的影??響。但是,丙交酯開環(huán)聚合反應對工藝條件(無水無氧)的要求并不是很嚴格。目??前催化劑使用較為廣泛且工藝較為成熟的是辛酸亞錫(Sn(Oct)2),其反應機理如圖??]-3所示。??OR??Sn(Oct)2?+?HO?R^?Sn.?+?H?Oct??\〇ct??+?L?LA?^??Me?Me??OctSn?〇一CH—CO—〇一CH—CO—〇一R??圖1-3?Sn(Oct)2催化丙交酯聚合機理??Fig.]-3?Mechanism?of?lactide?polymerization?by?Sn?(Oct):??(3)固態(tài)縮聚法(熔融縮聚法)(SSP/MP):在左旋乳酸(L-LA)水溶液脫水??低聚得到L-LA的低聚物,然后將低聚物熔融縮聚得到PLLA預聚物,然后將預聚??8??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]生物可降解高分子材料的研究進展[J]. 楊鏡石. 石化技術(shù). 2019(01)
[2]可生物降解高分子材料的相關(guān)研究進展[J]. 滕琴. 信息記錄材料. 2018(08)
[3]可降解塑料材料的研究進展[J]. 郭翼遙. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2017(19)
[4]KH570硅烷偶聯(lián)劑提高聚己內(nèi)酯復合材料力學性能[J]. 鄧遲,姚寧,楊曉兵,王秀紅,翁杰. 材料熱處理學報. 2010(05)
[5]生物降解高分子材料研究進展[J]. 郝明鳳,劉勇,丁玉梅,楊衛(wèi)民. 工程塑料應用. 2010(02)
碩士論文
[1]形狀記憶交聯(lián)聚己內(nèi)酯及其復合材料的制備與性能研究[D]. 李策.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]不同結(jié)構(gòu)脂肪族聚酯的結(jié)晶及降解行為研究[D]. 劉慧.北京化工大學 2016
本文編號:3429097
【文章來源】:北京化工大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1?PCL結(jié)構(gòu)圖??
?北京化工大學碩士學位論文???CH3?CH2??丨丨?h??、COOH?HOCXT??L-lactic?acid?D-lactic?acid??L ̄lacndc?Mcso?lactjde?D-lac.iicle??圖1-2乳酸和丙交酯的立體異構(gòu)形式??Fig.?1-2?Stereoisomeric?forms?of?lactic?acid?and?lactide.??1.3.2聚乳酸的特性??1.環(huán)境友好性??(1)原料可再生性??聚乳酸以乳酸為主要合成原料。乳酸可以通過發(fā)酵從可再生能源(玉米、淀粉、??小麥和甘蔗等農(nóng)作物)中獲得。與石油等不可再生資源相比,乳酸的生產(chǎn)可以避免??造成環(huán)境污染,同時可再生資源也符合國家提倡的綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展理念。??(2)可生物降解性??除了原料的可再生性以外,聚乳酸還具有生物可降解性。與傳統(tǒng)的塑料相比,??聚乳酸可以直接通過微生物、光等直接分解為二氧化碳和水等無毒無害無污染的物??質(zhì)且可以直接參加到自然界循環(huán)中。??因此,聚乳酸的可再生性和生物可降解性使得其在市場中的應用非常廣泛。??2.生物相容性??聚乳酸最具吸引力的優(yōu)勢除了生物可降解性外就是生物相容性。生物相容性使??其在組織工程方面具有較為廣泛的應用。生物相性的材料不應在局部組織產(chǎn)生毒性??或者致癌作用,同時其降解產(chǎn)物不應該感染組織細胞的愈合。當將其植入得到包括??人體組織或生物體中時,聚乳酸可以在酸或酶的作用下水解生成乳酸。乳酸作為機??體內(nèi)的一種代謝產(chǎn)物可以進一步參加到機體代謝循環(huán)中并降解生成二氧化碳和水,??而且這種無毒的或者低含量的代謝產(chǎn)物使其自然而然的獲得生物醫(yī)學工程應用的選??擇。
于乳酸異構(gòu)體原料,溫度和催化劑。另一方面,聚??乳酸產(chǎn)物的分子量也會受到反應溫度、反應時間以及催化劑單體的純度和用量的影??響。但是,丙交酯開環(huán)聚合反應對工藝條件(無水無氧)的要求并不是很嚴格。目??前催化劑使用較為廣泛且工藝較為成熟的是辛酸亞錫(Sn(Oct)2),其反應機理如圖??]-3所示。??OR??Sn(Oct)2?+?HO?R^?Sn.?+?H?Oct??\〇ct??+?L?LA?^??Me?Me??OctSn?〇一CH—CO—〇一CH—CO—〇一R??圖1-3?Sn(Oct)2催化丙交酯聚合機理??Fig.]-3?Mechanism?of?lactide?polymerization?by?Sn?(Oct):??(3)固態(tài)縮聚法(熔融縮聚法)(SSP/MP):在左旋乳酸(L-LA)水溶液脫水??低聚得到L-LA的低聚物,然后將低聚物熔融縮聚得到PLLA預聚物,然后將預聚??8??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]生物可降解高分子材料的研究進展[J]. 楊鏡石. 石化技術(shù). 2019(01)
[2]可生物降解高分子材料的相關(guān)研究進展[J]. 滕琴. 信息記錄材料. 2018(08)
[3]可降解塑料材料的研究進展[J]. 郭翼遙. 中國石油和化工標準與質(zhì)量. 2017(19)
[4]KH570硅烷偶聯(lián)劑提高聚己內(nèi)酯復合材料力學性能[J]. 鄧遲,姚寧,楊曉兵,王秀紅,翁杰. 材料熱處理學報. 2010(05)
[5]生物降解高分子材料研究進展[J]. 郝明鳳,劉勇,丁玉梅,楊衛(wèi)民. 工程塑料應用. 2010(02)
碩士論文
[1]形狀記憶交聯(lián)聚己內(nèi)酯及其復合材料的制備與性能研究[D]. 李策.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]不同結(jié)構(gòu)脂肪族聚酯的結(jié)晶及降解行為研究[D]. 劉慧.北京化工大學 2016
本文編號:3429097
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