生物可降解聚（3-羟基丁酸酯）/聚乙二醇多嵌段共聚物的合成与表征

摘要

聚(3-羟基丁酸酯)(PHB)是一种由细菌发酵而得到的脂肪族聚酯,其具有生物降解性、生物相容性和压电性等特点.同时,它也具有脆性严重、亲水性差、降解时间长等缺点.该文对PHB的基本特性、PHB的合成与提取方法、PHB的改性以及PHB的应用等内容进行了较为详细的总结和评述.同时介绍了用于预防术后粘连的各种可吸收高分子材料.该研究引入了第二组分-聚乙二醇对其进行改性.PEG作为材料的一部分,可以弥补PHB在亲水性、降解性等方面的不足.为了从根本上改善PHB的性能,特别是综合提高其力学性能、亲水性和降解性,该文采用多嵌段共聚的方法将两组分结合.具体的方式是先将PHB制成具有特定分子量和端基的低分子预聚物,然后在偶联剂的作用下实现PEG和PHB-diol的共聚.并采用红外光谱、核磁共振、凝胶渗透色谱、示差扫描量热、偏光显微镜、接触角、力学实验机等对产物的结构和性能进行了表征.研究结果表明,采用酸催化下的醇解反应,可以制得具有特定端基和预定分子量的PHB预聚物.在PHB-diol的偏光显微镜照片中观察不到明显的球晶形态.反应过程中PHB分子链各处具有相同的反应几率,分子链无规断裂.采用HDI作偶联剂,控制一定的反应条件可得到PHB/PEG多嵌段共聚物.红外光谱和核磁共振证明了该共聚物的化学结构.产物的GPC谱图表现为对称的单峰分布.在DSC升温过程中,共聚物可以观察到明显的玻璃化转变,其转变温度比纯PHB有大幅度降低.共聚物具有很高的韧性,其断裂伸长率可达150％左右.随PHB含量的增加,共聚物的拉伸强度、杨氏模量提高,断裂伸长率下降.PEG的引入使材料的本体亲水性(溶胀率)显著改善,且随PEG含量的提高而增加.同时,由于亲水性的改善,共聚物的降解速率较纯PHB也有了大幅度提高.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1生物可降解材料聚羟基丁酸酯

1.1.1聚羟基链烷基酯

1.1.2聚羟基丁酸酯的合成与提取

1.1.3聚羟基丁酸酯的应用

1.2术后粘连及其预防

1.2.1引言

1.2.2对于防粘连材料的基本要求

1.2.3用于预防术后粘连的各种可吸收高分子材料

1.2.4展望

1.3本文研究课题的提出

第二章PHB预聚物的制备研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1反应机理

2.2.2实验原料

2.2.3 PHB的精制

2.2.4 PHB纯度的测定

2.2.5实验方法

2.2.6产物的表征

2.3结果与讨论

2.3.1产物化学结构的分析

2.3.2反应条件对醇解反应的影响

2.3.3热分析

2.3.4结晶行为分析

2.3.5醇解反应机理的研究

第三章PHB/PEG多嵌段共聚物的制备研究

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1反应机理

3.2.2.实验原料

3.2.3实验方法

3.2.4产物的表征

3.3结果与讨论

3.3.1产物化学结构的分析

3.3.2凝胶渗透色谱(GPC)分析

3.3.3反应条件对共聚反应的影响

第四章PHB/PEG多嵌段共聚物的性能研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验原料

4.2.2实验方法

4.2.3产物的表征

4.3结果与讨论

4.3.1热分析

4.3.2结晶行为分析

4.3.3力学行为的研究

4.3.4亲水性分析

4.3.5降解行为研究

全文结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文和参加科研情况说明

致谢