ε-己内酯均聚物及共聚物的合成与表征

分别以D,L-乳酸和L-乳酸为原料制得D,L-丙交酯(D,L-LA)和L-丙交酯(L-LA);以辛酸亚锡为内酯开环聚合引发剂,用ε-己内酯(ε-CL)开环均聚合制备聚ε-己内酯,考察了引发剂用量、聚合时间和温度等对聚合产物特性黏数的影响。由ε-CL与D,L-LA和L-LA共聚合制得聚(ε-己内酯-D,L-丙交酯)和聚(ε-己内酯-L-丙交酯),并用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、差示扫描量热法、X射线衍射等对聚合物的结构进行表征;力学性能测试结果表明,聚(ε-己内酯-L-丙交酯)具有很好的弹性和较高的断裂伸长率。     

聚己内酯丙交酯共聚物的制备及表征

以己内酯和D,L-丙交酯为原料,辛酸亚锡为催化剂,在减压条件下开环聚合己内酯丙交酯无规共聚物。分别利用红外光谱、核磁共振技术对产物进行结构分析,利用差示扫描量热仪及热重分析仪对产物进行热性能分析。结果表明:成功合成了目标产物,投料比接近共聚物组成比例,共聚物的热降解分2步进行。     

乙酰丙酮钯催化丙交酯聚合及丙交酯-己内酯共聚合研究

丙交酯由乳酸二聚脱水再减压蒸馏而得。以丙交酯或一定配比的丙交酯-己内酯共混物为单体,采用乙酰丙酮钯催化丙交酯的聚合或丙交酯-己内酯的共聚合。研究结果表明:当m(催化剂)∶m(单体)=0.010∶1、聚合时间为15 h和聚合温度为140~℃时,丙交酯的聚合效果相对最佳;此时,聚合转化率(为98.4%)相对最大、聚乳酸的Mη(黏均相对分子质量)(为2.178×104)较适宜且分散度为2.45。当m(催化剂)∶m(单体)=0.010∶1、聚合时间为15 h、聚合温度为140℃和m(丙交酯)∶m(己内酯)=3∶2[即n(丙交酯)∶n(己内酯)=1.19∶1]时,丙交酯-己内酯的共聚合效果相对最佳;此时,转化率(为99.2%)相对最大、聚乳酸的Mη(为4.688×104)较适宜且分散度为2.19,并且共聚物中n(丙交酯)∶n(己内酯)=0.92∶1与共聚前的单体配比(1.19∶1)相近。     

L-丙交酯与ε-己内酯共聚物微观结构与热力学性能研究

以辛酸亚锡作为催化剂催化L-丙交酯（L-LA）和ε-己内酯(ε-CL)的本体开环共聚合。通过改变聚合单体投料比,合成了不同组分的系列共聚物。根据共聚物的核磁共振氢谱（1H-NMR）结果,利用伯努利统计法计算出了共聚物理论和实验嵌段平均长度。结果表明,随着共聚物中己内酰摩尔含量从0.1增加到0.5,共聚物中的双乳酰实验嵌段平均长度(LeLL)从20.0下降到4.2,己内酰实验嵌段平均长度(LeC)从2.4增加到4.2。根据共聚物的差示扫描量热分析的测试数据,考察了共聚物的热力学性能。结果表明,随着共聚物中己内酰摩尔含量的增加,共聚物的熔点（Tm）从161.3 ℃下降到120.5 ℃,熔融焓（△Hm）从31.5 J/g下降到8.0 J/g,玻璃化转变温度（Tg）从51.5 ℃下降到-3.2 ℃。     

L-丙交酯/ε-己内酯共聚物的合成与性能研究

以辛酸亚锡为催化剂、乙二醇为引发剂、L-丙交酯和ε-己内酯为反应单体,采用开环聚合的方法合成一系列单体配比不同的共聚物PCLA。采用红外分析、核磁共振分析表征了PCLA的结构,采用差示扫描量热仪和凝胶渗透色谱仪分析了PCLA的热性能和相对分子质量,通过测量接触角观察了PCLA的亲水性。结果表明,引发剂乙二醇的使用以及改变单体配比可以调节PCLA的分子结构、相对分子质量和热性能,对其亲水性影响不大。     

L-丙交酯的制备与聚合研究

首先以L-乳酸为原料，合成了L-丙交酯。考察了解聚温度对L-丙交酯产率的影响。结果表明，当解聚温度超过235℃时，丙交酯的构型发生变化，所得产物为现．丙交酯；然后以辛酸亚锡为催化剂，以开环聚合的方法合成了聚L-乳酸，研究了催化剂的用量、聚合时间、聚合温度对聚L-乳酸摩尔质量的影响。     

二醋酸纤维素接枝聚酯的合成

以二醋酸纤维素(CDA)为接枝骨架，ε-己内酯(ε-CL)DL-丙交酯(DLIA)为接枝单体，在辛酸亚锡[Sn(Oct)2]的催化下，制备了二醋酸纤维素接枝聚己内酯俩交酯共聚物，利用凝胶渗透色谱(GPC)和红外(FTIR)测试的方法对该聚合物进行了结构表征，研究了反应物纯度、原料质量比、单体摩尔比、引发剂浓度、反应温度、反应时间对产物性能的影响。结果表明，单体ε-己内酯和DL-丙交酯与醋酸纤维素的质量比为4：1，ε-己内酯与DL-丙交酯的摩尔比为1：1，引发剂辛酸亚锡浓度为总反应物质量的1％，在140℃下反应20min，可使产物具有较好的黏弹性。     

聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物的合成与表征

以丁二酸和1,4-丁二醇为原料,采用熔融缩聚法合成了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)预聚物,再与L-丙交酯(L-LA)开环共聚,合成聚乳酸/聚丁二酸丁二醇酯嵌段共聚物(PLLA-co-PBS)。研究了共聚物的结构、热性能、结晶性能和亲水性。结果表明,PBS与L-LA开环共聚生成了PLLA-co-PBS嵌段共聚物;PLLA-co-PBS嵌段共聚物经两个阶段的热分解,且PBS链段的引入提高了聚合物的热稳定性;随着PBS引入量的增加,聚合物的结晶性能,亲水性能都有一定的提高。     

有机锡化合物引发D,L-丙交酯的开环聚合

D,L-丙交酯在有机锡化合物四苯基锡(Ph4Sn)、三正丁基醋酸锡(Bu3SnOAc)、辛酸亚锡(SnOct2)等催化剂引发下开环聚合,得到高分子量的聚D,L-乳酸,讨论了聚合单体D,L-丙交酯纯度、聚合温度、聚合时间、聚合体系真空度以及引发剂有机锡催化剂与聚合单体D,L-丙交酯的比例对聚D,L-乳酸合成的影响,通过红外光谱和核磁共振光谱对聚D,L-乳酸的结构进行了表征。实验结果表明,D,L-丙交酯开环聚合反应的较佳工艺路线是:D,L-丙交酯重结晶5次,聚合温度140℃,聚合时间24 h,聚合体系真空度13.3~133.3 Pa,引发剂有机锡催化剂与单体D,L-丙交酯比例0.2‰~0.5‰,此时聚D,L-乳酸的粘均分子量最高,分别达到32.46×104,33.43×104和41.36×104。     

分子筛催化L-丙交酯的合成研究

丙交酯是开环聚合制备聚乳酸的中间体。以L-乳酸为原料,氧化锌为缩合脱水催化剂,ZSM-5分子筛作裂解催化剂合成L-丙交酯。研究ZSM-5分子筛裂解催化剂的不同用量对丙交酯产率的影响。通过对产物理化性能的测定,表明加入分子筛做裂解催化剂后不影响L-丙交酯的性质。通过对反应时间测定及反应粗产率的计算,表明适量地加入分子筛能缩短反应时间,提高反应粗产率,然而过多的ZSM-5分子筛影响L-丙交酯的最终产率。     

聚D,L-丙交酯的常压微波辐射合成

研究了常压下微波辐射开环聚合制备聚D,L-丙交酯(PDLLA)。考察了单体纯度、微波辐射时间、催化剂用量和体系真空度对聚合反应的影响。采用气相色谱(GC)测定丙交酯纯度;FTIR和1H-NMR表征产物结构;GPC测定分子量分布。实验结果表明:重结晶4次后的丙交酯,在催化剂辛酸亚锡用量为0.15%,常压下经微波辐射30min,可获得分子量为21.87×104的PDLLA。反应时间与传统法相比大大缩短。与传统合成法的不同还表现为,随丙交酯纯度的提高,最佳聚合时间延长;体系真空度对反应无影响。GPC结果表明聚合产物的分子量分布较窄。     

聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)力学性能和降解性能研究

对聚(L-丙交酯-co-ε-己内酯)(PLCA)系列共聚物的力学性能及体外降解性能进行了系统的研究。研究表明:随着PLCA共聚物组分中己内酯含量的增加,其拉伸强度从61.80MPa下降到16.10MPa,断裂伸长率从21.83%增加到695.69%,且PLCA样品表现出不同的拉伸应变行为。PLCA共聚物组分中己内酯含量越高,降解速度越快。在体外降解过程中,样品自身缺陷、摩尔质量降低、结晶度变化等因素造成PLCA样品的拉伸强度产生了变化。断裂伸长率的减小表明PLCA样品在降解过程中是逐渐变脆的。     

丙交酯/己内酯聚酯共聚物在天然海水中水解行为研究

熔融共聚法制备了丙交酯/己内酯聚酯共聚物,采用FT-IR、1H-NMR和XRD等分析手段对聚酯共聚物进行了结构表征,确认合成了嵌段型聚酯共聚物。利用石英微晶天平(QCM-D)检测己内酯/丙交酯聚酯薄膜在天然海水中频率和耗散的变化,并用POM、AFM和SEM原位观察了水解过程中薄膜表面微观结构的变化,初步推断聚酯共聚物的水解过程。     

丙交酯与聚乳酸的合成

以D,L-乳酸为单体,氧化锌为催化剂,将乳酸合成D,L丙交酯;再以辛酸亚锡为催化剂,使丙交酯单体开环聚合制备聚乳酸。结果表明,乳酸在130℃、氧化锌质量分数为1.1%时,其粗产品产率大于60%;丙交酯聚合时,辛酸亚锡用量为0.02 mL时,聚合温度为160℃,常压聚合5 h即可得到粘均分子质量为6.0×104的聚乳酸;测试结果表明丙交酯在辛酸亚锡作用下发生了开环反应。     

L-丙交酯制备技术的改进

为提高L-丙交酯的纯度和产率,对L-丙交酯的制备技术进行改进。根据聚乳酸合成、裂解、环化反应和重结晶过程的特点和规律,优化了L-乳酸的脱水、聚合温度、裂解温度、L-丙交酯蒸出速度和粗产品的重结晶等工艺条件,改进了冷凝装置及接收装置。在制备过程中注意控制裂解温度不超过230℃,使用自行设计的接收装置控制L-丙交酯蒸出速度,采用重结晶和水洗交替进行的纯化方法,使粗品产率超过80％,纯品产率达到40％。     

聚D,L-丙交酯合成方法研究

以辛酸亚锡为催化剂,研究开发了环境友好材料聚D,L-丙交酯(PDLLA)的合成方法。探讨了单体丙交酯纯度、催化剂辛酸亚锡用量、反应时间、反应温度及真空度对聚合物相对分子质量的影响。实验结果表明,重结晶4次后的丙交酯作为单体,在辛酸亚锡摩尔分数为0.1%—0.18%,真空度0.098 MPa,聚合温度150—160℃下聚合6—8 h可获得粘均相对分子质量Mη大于20×104的聚D,L-丙交酯。分别采用FTIR和1H-NMR对产物的结构进行了表征。     

乙酰丙酮钛催化制备丙交酯与ε-己内酯共聚物研究

以IV(乙酰丙酮钛)为催化剂,丙交酯和ε-己内酯共聚生成共聚物。着重探讨了反应时间、催化剂用量、温度以及单体比对共聚反应的影响,得出最优聚合条件为温度165℃、时间14 h、m(催化剂)∶m(单体)=0.008∶1,该条件下所得共聚物转化率达92.5%,黏均分子量达21 063;共聚物中当原料单体质量比为1时,产物的单体比m(丙交酯)∶m(己内酯)=1∶5.75;IV对己内酯催化开环效果更好。     

L-丙交酯的合成研究

探讨L-丙交酯制备过程中的合成影响因素，提高L-丙交酯的收率。     

可降解型抗癌靶向药物控释载体材料聚丙交酯乙交酯的合成研究

以L-丙交酯与乙交酯(25%/75%,m/m)为原料,异辛酸亚锡为引发剂进行开环聚合,得到了可用于抗癌靶向药物控释载体的单羟基的功能性低分子材料聚丙交酯乙交酯(75/25)。用红外光谱、氢核磁共振光谱进行了表征,凝胶渗透液相色谱测定其相对分子量为3 800 Da,分子量分布指数为1.3。     

丙交酯及聚乳酸的合成条件研究

以D, L-乳酸为单体、氧化锌为催化剂,使乳酸先缩聚后解聚制备了D, L-丙交酯;再以辛酸亚锡为催化剂,使丙交酯单体开环本体聚合制备了聚乳酸.考察了乳酸脱水温度、氧化锌用量对丙交酯收率的影响;考察了聚合温度、辛酸亚锡用量对聚乳酸相对分子质量的影响;用红外光谱(IR)、核磁共振光谱( 1H-NMR)对丙交酯及聚乳酸的结构进行了表征.结果表明,乳酸在130℃、氧化锌质量分数为1.3%时,仅用3h就可制得丙交酯,且其收率大于24%;丙交酯聚合时,当n(单体)/n(辛酸亚锡)＝ 5000、聚合温度在160℃时,常压聚合5h即可得到粘均分子质量为6.3×104的聚乳酸;IR、 1H-NMR测试结果表明环状丙交酯在辛酸亚锡催化剂作用下发生了开环反应.聚乳酸在氢氧化钠水溶液中降解实验表明,聚乳酸具有很好的降解性,在碱溶液中降解速度较快.