可生物降解主链型液晶聚碳酸酯的合成与性能研究

摘要

可生物降解高分子材料在药物载体、组织工程、外科医用等很多生物医学领域具有广泛的应用价值，对其的研究也越来越受到人们的关注。脂肪族聚碳酸酯类化合物是;类重要的可生物降解材料，它们具有优异的生物相容性，良好的可生物降解性以及低毒性，通过对这类化合物及其改性产物的研究，以期能获得性能更加优异的可生物降解材料。研究表明，生物体细胞膜上的蛋白质、磷脂等物质都处于液晶状态，这使得生物体活细胞的细胞膜处于液晶态。总所周知，胆甾醇具有高的热力学亲和力，能改变膜的渗透性和流动性，这些特性使得胆甾醇能够用来制备生物活性液晶材料。本论文的研究思路是在可生物降解高分子的主链上引入甾体基元，以期获得性能优异且具有实际应用价值的可生物降解液晶材料。 为增加胆甾醇端羟基的反应活性，本文第2章首先利用扩链反应合成了含胆甾基元的液晶中间体2-胆甾基乙醇(Chol-(CH2)2-OH)，然后以2-胆甾基乙醇为引发剂，引发三亚甲基碳酸酯(TMC)的开环聚合，得到4种主链含胆甾基元的聚合物Chol-(CH2)2-(TMC)n，并采用FT-IR、1H-NMR、DSC和POM等手段表征其结构及性质。研究表明:Chol-(CH2)2-(TMC)n为常温液晶，POM观察可见扇形织构，X衍射分析表明Chol-(CH2)2-(TMC)n聚合物的液晶相形态为近晶A相;随着引发剂含量的减少，聚合物的Tg会降低，清亮点也降低;引发剂的量可以改变聚合物的分子量，随着引发剂的量减少，容易形成长分子链的聚合物;合成的4种聚合物的热稳定性相差不大。 在论文第3章，以辛酸亚锡为催化剂，利用胆甾醇的羟基引发三亚甲基碳酸酯(TMC)与己内酯(CL)两种环状单体的开环共聚。首先使胆甾醇与单体的比例Chol∶M=1∶4，改变TMC与CL的摩尔比，得到了5种不同组分的主链型可生物降解液晶聚合物Chol-(TMCL)x+y;然后固定两种单体的比例TMC∶CL=1∶1，同时改变引发剂（胆甾醇）的使用量，同样合成了4种主链型可生物降解液晶聚合物。采用FT-IR、1H-NMR、POM和DSC等手段对所有合成的聚合物的结构和性能进行了测试表征，讨论了共聚物的组成和胆甾醇的含量对聚合物性能的影响。结果表明:CL的含量对共聚物的Tg、液晶性、分子量和热稳定性都有很大的影响，CL含量的增加会使共聚物的Tg降低，液晶性减弱，分子量变小，热稳定性降低;胆甾醇的含量对共聚物的Tg、液晶性、分子量也都有很大的影响，胆甾醇含量的减少会使共聚物的Tg降低，液晶性减弱，分子量增大;X衍射分析表明聚合物的形态为近晶A相。 本文第4章，研究了Chol-(TMCL)x+y共聚物的降解行为。研究表明:共聚物在酶解过程中发生表面腐蚀，降解后呈现薄片多孔状结构，且CL的含量对酶解速率有很大的影响，共聚物中CL的含量越大，样品的酶解速率越大，导致样品更大的质量、分子量和厚度损失;在酶解过程中，由于羰基的断裂导致持续产生酸性物质;同时，共聚物中CL的含量越多，酶解过程中样品吸水率越大，共聚物的热稳定性也下降越大。

目录

声明

摘要

1．1．1液晶的概念

1．1．2液晶的特点及分类

1．2可生物降解脂肪族聚碳酸酯材料

1．2．1可生物降解脂肪族聚碳酸酯材料概述

1．2．2脂肪族聚碳酸酯的结构和分类

1．2．3脂肪族聚碳酸酯的合成方法

1．2．4可生物降解聚碳酸酯在医学上的应用

1．3含甾体液晶基元的可生物降解脂肪族聚碳酸酯

1．3．1主链型高分子

1．3．2侧链型高分子

1．4论文的特色与研究内容

第2章主链型聚三亚甲基碳酸酯液晶聚合物的合成与表征

2．1主要原料与化学试剂

2．2表征仪器

2．3实验部分

2．3．1分子设计

2．3．2实验过程

2．4结果与讨论

2．4．1结构分析

2．4．2偏光织构分析

2．4．3 DSC分析

2．4．4凝胶色谱分析

2．4．5热稳定性分析

2．4．6 XRD分析

2．5本章小结

第3章主链型聚(三亚甲基碳酸酯-co-己内酯)液晶共聚物的合成与性能研究

3．1主要原料与化学试剂

3．2表征仪器

3．3实验部分

3．3．1分子设计

3．3．2实验过程

3．4结果与讨论

3．4．1结构分析

3．4．2偏光织构分析

3．4．3 DSC分析

3．4．4凝胶色谱分析

3．4．5热稳定性分析

3．4．6 XRD分析

3．5本章小结

第4章主链型聚(三亚甲基碳酸酯-co-己内酯)液晶共聚物的降解行为研究

4．1主要原料与化学试剂

4．2表征仪器

4．3实验部分

4．3．1共聚物的合成

4．3．2共聚物的体外酶解

4．4结果与讨论

4．4．1酶解前共聚物的性质

4．4．2酶解后共聚物的性质

4．5本章小结

第5章结论

参考文献

致谢

附录