聚乳酸/石墨烯復(fù)合抗菌薄膜的制備及其性能研究
發(fā)布時間:2021-01-22 11:36
L-聚乳酸(PLLA)是一種源自可再生資源的生物相容性聚酯,通過使用氧化石墨烯(GO)作為結(jié)構(gòu)抗菌劑,期望降低其脆性并引入用于生物醫(yī)學(xué)的抗菌活性。然而,常用的聚合物/GO復(fù)合材料的合成方法,如物理混合和共價功能化,會導(dǎo)致相分離,以及破壞GO的固有性質(zhì)。本論文將報道一種合成PLLA/GO納米共混薄膜的新方法。首先,以苝酰亞胺的羥基衍生物(PBI-OH)為引發(fā)劑,通過L-丙交酯的開環(huán)聚合合成了含苝酰亞胺的PLLA(PBI-PLLA)。接著,PBI-PLLA通過π-π共軛與GO結(jié)合,從而得到PLLA修飾的GO(PLLA-c-GO)。最后,將PLLA-c-GO與市售PLLA混合溶解在氯仿中,再將該溶液采用流延法制得一系列不同GO含量的PLLA/GO薄膜。表征顯示,在形成PLLA-c-GO后,GO依舊保留了原始形貌和官能團(tuán),這使共混薄膜具備了GO本身的抗菌性能。PLLA/GO共混薄膜在N2中的起始熱降解溫度(313℃)比純PLLA的熱降解溫度(293℃)要高。它們的水接觸角為53°,表面更加親水。與市售PLLA薄膜相比,我們的共混薄膜的斷裂伸長率從3%顯著提升至30%,表現(xiàn)...
【文章來源】:天津理工大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
聚乳酸分子的結(jié)構(gòu)式Fig.1-1Structureofpolylacticacidmolecules
經(jīng)而得到的[2-5]。其形成過程如圖1-2所示。圖 1-2 聚乳酸的形成過程Fig. 1-2 Formation process of polylactic acid通過微生物的降解作用,PLA 可以在自然環(huán)境中轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳,然后通過綠色植物的光合作用重新回到生態(tài)系統(tǒng),對人類無毒、無害、無刺激,對生態(tài)環(huán)境沒有任何污染[6-8]。與傳統(tǒng)的石油基聚合物相比,PLA 的降解更加符合可持續(xù)發(fā)展以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念思維,不僅產(chǎn)品易于降解不會造成環(huán)境污染,而且能夠從根本上解決石油資源枯竭和治理環(huán)境污染所造成的成本上升的問題。
PLA 通常通過丙交酯(Lactide,縮寫 LA)的開環(huán)聚合而獲得,所以聚乳酸又稱為聚丙交酯。LA 為白色結(jié)晶性粉末,熔點116-119 ℃,沸點142 ℃,它可以在乙醇和三氯甲烷中溶解,但在苯中微溶。丙交酯的結(jié)構(gòu)式見圖1-3。圖 1-3 丙交酯的結(jié)構(gòu)式Fig. 1-3 Structure of lactide乳酸分子之間經(jīng)過脫水縮合得到低聚物,然后在高溫低壓下發(fā)生裂解反應(yīng)生成環(huán)狀二酯,就是丙交酯的合成過程,如圖1-4所示。圖 1-4 丙交酯的合成方法[9]Fig. 1-4 Synthesis of lactide因其分子結(jié)構(gòu)中存在兩個手性碳原子,因此存在多種光學(xué)異構(gòu)體,從旋光性角度來分析,丙交酯具有以下四種不同的形式:(1)L-丙交酯:等量的 L-乳酸脫水生成;(2)D-丙交酯:等量的 D-乳酸脫水生成;(3)內(nèi)消旋 D, L-丙交酯(Meso-丙交酯):等量的 L-乳酸和 D-乳酸脫水生成;(4)外消旋 D, L-丙交酯:等量的 L-丙交酯和 D-丙交酯混合生成。在這四種光學(xué)異構(gòu)體中,內(nèi)消旋 D, L-丙交酯極易水解,熔點僅為53 ℃,非常難以提純
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯材料及其應(yīng)用[J]. 曹宇臣,郭鳴明. 石油化工. 2016(10)
[2]氧化石墨烯:膜科學(xué)的機遇與挑戰(zhàn)[J]. 李方,孟蝶. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(06)
[3]聚乳酸自然降解性能[J]. 鄭霞,李新功,吳義強. 功能材料. 2014(14)
[4]石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 匡達(dá),胡文彬. 無機材料學(xué)報. 2013(03)
[5]聚乳酸/蒙脫土納米復(fù)合材料的微波輔助制備與性能研究[J]. 趙姍姍,李媛,曹海雷,王鵬. 材料工程. 2012(02)
[6]石墨及其改性產(chǎn)物研究進(jìn)展[J]. 楊永清,齊暑華,張翼,李珺鵬. 材料導(dǎo)報. 2011(15)
[7]二乙醇胺改性聚乳酸的直接熔融聚合法合成及其表征[J]. 葉瑞榮,汪朝陽,楊凱,李建曉. 化學(xué)通報. 2009(07)
[8]生物可降解高分子材料[J]. 翟美玉,彭茜. 化學(xué)與粘合. 2008(05)
[9]石墨烯的制備與表征研究[J]. 李旭,趙衛(wèi)峰,陳國華. 材料導(dǎo)報. 2008(08)
[10]聚乳酸的合成及應(yīng)用[J]. 劉俊. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2001(02)
本文編號:2993156
【文章來源】:天津理工大學(xué)天津市
【文章頁數(shù)】:60 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
聚乳酸分子的結(jié)構(gòu)式Fig.1-1Structureofpolylacticacidmolecules
經(jīng)而得到的[2-5]。其形成過程如圖1-2所示。圖 1-2 聚乳酸的形成過程Fig. 1-2 Formation process of polylactic acid通過微生物的降解作用,PLA 可以在自然環(huán)境中轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳,然后通過綠色植物的光合作用重新回到生態(tài)系統(tǒng),對人類無毒、無害、無刺激,對生態(tài)環(huán)境沒有任何污染[6-8]。與傳統(tǒng)的石油基聚合物相比,PLA 的降解更加符合可持續(xù)發(fā)展以及循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念思維,不僅產(chǎn)品易于降解不會造成環(huán)境污染,而且能夠從根本上解決石油資源枯竭和治理環(huán)境污染所造成的成本上升的問題。
PLA 通常通過丙交酯(Lactide,縮寫 LA)的開環(huán)聚合而獲得,所以聚乳酸又稱為聚丙交酯。LA 為白色結(jié)晶性粉末,熔點116-119 ℃,沸點142 ℃,它可以在乙醇和三氯甲烷中溶解,但在苯中微溶。丙交酯的結(jié)構(gòu)式見圖1-3。圖 1-3 丙交酯的結(jié)構(gòu)式Fig. 1-3 Structure of lactide乳酸分子之間經(jīng)過脫水縮合得到低聚物,然后在高溫低壓下發(fā)生裂解反應(yīng)生成環(huán)狀二酯,就是丙交酯的合成過程,如圖1-4所示。圖 1-4 丙交酯的合成方法[9]Fig. 1-4 Synthesis of lactide因其分子結(jié)構(gòu)中存在兩個手性碳原子,因此存在多種光學(xué)異構(gòu)體,從旋光性角度來分析,丙交酯具有以下四種不同的形式:(1)L-丙交酯:等量的 L-乳酸脫水生成;(2)D-丙交酯:等量的 D-乳酸脫水生成;(3)內(nèi)消旋 D, L-丙交酯(Meso-丙交酯):等量的 L-乳酸和 D-乳酸脫水生成;(4)外消旋 D, L-丙交酯:等量的 L-丙交酯和 D-丙交酯混合生成。在這四種光學(xué)異構(gòu)體中,內(nèi)消旋 D, L-丙交酯極易水解,熔點僅為53 ℃,非常難以提純
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯材料及其應(yīng)用[J]. 曹宇臣,郭鳴明. 石油化工. 2016(10)
[2]氧化石墨烯:膜科學(xué)的機遇與挑戰(zhàn)[J]. 李方,孟蝶. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(06)
[3]聚乳酸自然降解性能[J]. 鄭霞,李新功,吳義強. 功能材料. 2014(14)
[4]石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 匡達(dá),胡文彬. 無機材料學(xué)報. 2013(03)
[5]聚乳酸/蒙脫土納米復(fù)合材料的微波輔助制備與性能研究[J]. 趙姍姍,李媛,曹海雷,王鵬. 材料工程. 2012(02)
[6]石墨及其改性產(chǎn)物研究進(jìn)展[J]. 楊永清,齊暑華,張翼,李珺鵬. 材料導(dǎo)報. 2011(15)
[7]二乙醇胺改性聚乳酸的直接熔融聚合法合成及其表征[J]. 葉瑞榮,汪朝陽,楊凱,李建曉. 化學(xué)通報. 2009(07)
[8]生物可降解高分子材料[J]. 翟美玉,彭茜. 化學(xué)與粘合. 2008(05)
[9]石墨烯的制備與表征研究[J]. 李旭,趙衛(wèi)峰,陳國華. 材料導(dǎo)報. 2008(08)
[10]聚乳酸的合成及應(yīng)用[J]. 劉俊. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2001(02)
本文編號:2993156
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