环状聚己内酯的合成及其应用研究

摘要

聚己内酯(PCL)由于其五个非极性亚甲基和一个极性酯基的特殊结构使其具有良好的生物相容性和可降解性，并且 PCL是一种半结晶型聚合物，具有形状记忆功能，所以在很多领域尤其是生物医用方面得到广泛应用，如缝合线、绷带、矫正器等。环状PCL由于其环状拓扑结构的影响，与线状前体相比，具有更小的流体力学体积、更高的玻璃化转变温度和熔点以及更高的结晶速率和结晶度等特点，从而使得环状PCL在许多领域更具应用优势。
　　本研究主要内容包括：⑴由乙二醇引发己内酯开环聚合得到l-PCL-2OH，利用小分子炔酸酐将端羟基转化为炔基(l-PCL-2alkynyl)，然后与双头叠氮小分子进行 CuAAC双分子成环，得到含有两个明确羟基基团的环状PCL(c-PCL-2OH)。通过体积排除色谱(SEC)、红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1H NMR)、基质辅助激光解析电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)和行波离子淌度质谱(TWIM-MS)等测试对该系列聚合物结构进行了明确表征，差示扫描量热法(DSC)揭示了环状PCL的结晶度比线状前体高。⑵利用前面合成的含双羟基的环状PCL、环己烷二异氰酸酯(HDI)与含四个羟基和呋喃/马来酰亚胺的小分子交联剂，制备得到具有形状记忆功能的聚氨酯材料。并利用呋喃/马来酰亚胺Diels-Alder(D-A)动态共价键实现聚氨酯材料的自愈合。研究发现，环状PCL和线状PCL制得的聚氨酯相比，特殊的环状拓扑结构导致交联聚氨酯具有更紧凑的网络结构。制备得到的聚氨酯与对应前体的环或线状 PCL相比，结晶度大大降低，基于环状 PCL的聚氨酯结晶度降低程度更大。动态机械分析结果表明基于环状PCL的材料表现出更高的形状固定率（环，~95％；线，~80%），而回复率则略微降低。这种形状记忆功能的差异是由环/线拓扑结构导致交联网络的差异引起的。环状PCL和线状PCL制备的聚氨酯材料，在自愈合实验中，都表现出良好且相当的自愈合能力。

目录

声明

第一章 文献综述

1.1 引言

1.2 聚己内酯

1.3 环状聚己内酯

1.4 基于聚己内酯的形状记忆聚合物材料和自愈合材料的研究

1.5 本论文研究目的和意义

第二章 环状聚己内酯的合成及表征

2.1 引言

2.2 化学试剂

2.3 分析测试仪器

2.4 实验部分

2.5 结果和讨论

2.6 本章小结

第三章 基于环状聚己内酯的交联聚氨酯的制备及性能研究

3.1 引言

3.2 化学试剂

3.3 分析测试仪器

3.4 实验部分

3.5 结果和讨论

3.6 本章小结

第四章 结束语

4.1 全文总结

4.2 创新点

4.3 存在问题与展望

参考文献

在读期间发表论文

致谢