较高相对分子质量聚乳酸合成工艺初步研究

摘要

本文主要研究了丙交酯开环制备聚乳酸的工艺，以及自制聚乳酸的降解性能。 在丙交酯开环聚合制备聚乳酸的过程中，以实验室自制的丙交酯为原料，研究了丙交酯重结晶提纯的方法，制备高相对分子质量聚乳酸的合成工艺条件和催化剂的稳定性。结果表明：自制高收率丙交酯经过3次重结晶后，熔点可达到127℃，熔程在1℃以内，总产率为57.2％。聚乳酸合成的较佳工艺条件为：单体丙交酯加入量为3g时，以0.4mL(0.05mol/L)的辛酸亚锡有机溶液为催化剂，即n(I)：n(M)=1/1000；聚合真空度控制在0.098MPa左右；聚合温度控制在130℃左右；反应时间控制在7h左右，得到丙交酯开环聚合产物聚乳酸的特征粘度为3.33dL·g<'-1>，相对分子质量为101.7万。辛酸亚锡的有机溶液配制后可以稳定存放7天，催化效果变化不大。 在聚乳酸降解实验过程中，研究了上述最佳工艺合成的聚乳酸膜片在pH为7.4的PBS中的降解情况。以聚乳酸的质量保持率和相对分子质量为考察指标，对聚乳酸膜片进行加速降解实验和实时降解实验的研究。结果表明：聚乳酸降解过程中，质量保持率平稳下降，没有显著变化，相对分子质量则是先迅速下降，后趋于平缓，质量损失和相对分子质量损失没有联系。 通过红外吸收光谱、核磁共振谱和热失重对聚合产物进行表征。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1原料单体和聚乳酸的结构性质

1.1.1乳酸

1.1.2丙交酯

1.1.3聚乳酸

1.2合成方法研究进展

1.2.1直接聚合

1.2.2间接缩聚法

1.3聚乳酸的降解研究进展

1.3.1简单水解降解

1.3.2微生物及酶降解

1.4聚乳酸的应用研究进展

1.4.1农业

1.4.2生活

1.4.3医疗

1.5存在问题

1.6本次研究内容及目标

1.6.1研究内容

1.6.2研究目标

2相关原理

2.1重结晶原理

2.2丙交酯开环聚合反应原理

2.2.1阳离子开环聚合

2.2.2阴离子开环聚合

2.2.3配位插入开环聚合

2.3聚乳酸的副反应和热降解

2.4聚乳酸降解机理

3实验部分

3.1实验原料和仪器

3.1.1实验原料

3.1.2实验仪器

3.2方案设计

3.2.1原料制备与精制

3.2.2聚合工艺研究

3.2.3催化剂研究

3.2.4降解实验

3.2.5表征方法

3.3实验具体操作步骤

3.3.1丙交酯制备

3.3.2丙交酯提纯

3.3.3催化剂准备

3.3.4聚乳酸合成

3.3.5聚乳酸的降解实验

3.3.6相对分子质量测定方法

4实验结果与讨论

4.1丙交酯精制研究

4.2聚乳酸合成工艺条件优化研究

4.2.1前期探索实验

4.2.2正交优化实验

4.2.3验证实验

4.2.4各因素对聚乳酸的相对分子质量的影响规律

4.2.5聚乳酸聚合最佳工艺重复验证实验

4.3催化剂研究

4.3.1催化剂的稳定性研究

4.3.2催化剂浓度研究

4.4聚乳酸降解实验

4.4.1加速降解实验

4.4.2实时降解实验

5产物表征

5.1红外光谱分析

5.2核磁共振谱分析

5.3聚乳酸的热稳定性

6问题讨论

6.1高纯度的丙交酯是制备高相对分子质量聚乳酸的基础

6.1.1原料乳酸的选用

6.1.2丙交酯制备工艺的控制

6.1.3丙交酯重结晶提纯

6.2催化剂加入量与聚乳酸的相对分子质量密切相关

6.3PDLLA的降解速率研究

6.3.1相对分子质量对PDLLA降解速率的影响

6.3.2结晶度对聚乳酸降解速率的影响

7结语

7.1主要研究进展

7.2进一步工作建议

致谢

参考文献