草酸催化ε-己内酯开环聚合反应的研究

以含有双羧基的有机质子酸草酸作为ε-己内酯单体(ε-CL)开环聚合的催化剂,以体系存在的水分作为引发剂,使ε-己内酯单体开环聚合形成生物可降解的材料聚己内酯(PCL),研究催化剂浓度、在50℃和室温(20²5℃)下反应96 h己内酯开环聚合状态。结果表明,0.5%浓度的草酸能有效催化ε-CL单体的开环聚合形成PCL,50℃热聚合的PCL晶体结构更加完善,热稳定性良好。     

乙酰丙酮钛催化本体开环聚合制备聚己内酯

聚己内酯(PCL)是一种环境友好、生物相容性和生物可降解性良好的高分子材料,在生物医学、涂料和包装等领域中得到广泛应用。以价格低廉的乙酰丙酮和四氯化钛为原料,采用简单易制的方法制得乙酰丙酮钛;然后以此作为ε-己内酯(ε-CL)单体的催化剂,采用本体开环聚合法制备了高转化率和高Mη(黏均相对分子质量)的PCL。研究结果表明:当n(ε-CL)∶n(催化剂)=150∶1、聚合时间为210 min和聚合温度为110℃时,所得PCL的转化率(99.5%)和M_η(2.662×10~4)相对最大。     

PCL及PCL-PEG-PCL共聚物的合成与表征

以辛酸亚锡[Sn(Oct)2]作为引发剂,采用ε-己内酯(ε-CL)开环均聚合制备聚ε-己内酯(PCL),考察了n(ε-CL)/n[Sn(Oct)2]、反应温度和反应时间等因素对聚合产物特性黏数的影响。以Sn(Oct)2为催化剂,聚乙二醇(PEG)为引发剂,合成了不同相对分子质量的PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物,研究了ε-CL均聚物及共聚物的结构、热性能和结晶形态。PCL最佳合成工艺为:n(ε-CL)/n[Sn(Oct)2]为400,温度130℃,反应时间4 h。随着PEG相对分子质量从2×103增加到8×103,三嵌段共聚物的熔融温度、熔融焓和结晶温度逐渐升高;结晶温度及PEG相对分子质量对PCL-PEG-PCL三嵌段共聚物球晶的形态和尺寸影响很大。     

希夫碱催化剂催化本体开环聚合制备聚己内酯

以ε-己内酯(ε-CL)为单体,希夫碱类配合物为催化剂,本体开环聚合得到高转化率高黏均摩尔质量的聚己内酯(PCL)。考察了催化剂用量、聚合温度和聚合时间对催化性能的影响。在单体物质的量比为150,聚合时间7 h,聚合温度110℃,所得聚己内酯转化率为98.3%,黏均摩尔质量Mη=3.101×104g/mol。     

吡啶硼酸催化己内酯开环聚合的研究

聚己内酯(PCL)具有良好的生物相容性和生物可降解性,因此在生物医学、食品包装和组织工程领域得到广泛应用,开环聚合是合成PCL的主要方式。4-吡啶硼酸(4-PBA)作为催化剂,苯甲醇作为引发剂,对ε-己内酯(ε-CL)进行本体开环聚合反应得到PCL,探究了4-PBA催化ε-CL开环聚合适宜的反应条件,当反应温度为150℃、催化剂含量为2%时催化活性最高。对比了不同结构吡啶硼酸的催化活性,研究表明2-PBA>3-PBA>4-PBA>5-QBA>4-QBA:邻位以及间位结构的2-PBA和3-PBA在150℃下反应12 h的转化率较高,分别能够达到98.02%、86.18%;4-PBA在150℃下反应12 h的转化率为43.66%,延长反应时间至24 h转化率能达到94.81%,将吡啶基替换成联苯结构的喹啉基团,催化性能并没有得到明显提升。动力学研究表明转化率与时间呈线性关系,分子量随反应时间增大而增大。     

阳离子型催化剂催化ε-己内酯开环聚合反应的研究进展

聚己内酯(PCL)是一种无毒、可生物降解的多功能高分子材料,广泛应用于生活用品和医药化工等行业。目前PCL主要通过催化ε-己内酯开环聚合获得,阳离子催化剂由于具有催化活性高、无毒等特点,在PCL的合成中已得到广泛应用,成为ε-己内酯开环常用的催化剂之一。介绍了PCL的理化性质和合成方法,详细阐述了各类型阳离子催化剂催化ε-己内酯开环聚合的反应机理。着重介绍了近几年阳离子型催化剂在己内酯聚合中的应用发展,并展望了阳离子催化在PCL开环聚合反应中的发展方向。     

聚己内酯的制备及改性研究进展

综述了PCL(聚己内酯)合成的研究进展,介绍了引发ε-CL(ε-己内酯)开环聚合的几种引发体系(如活泼氢引发体系、稀土金属引发体系、碱金属引发体系和酶催化引发体系等)和辅助手段,并探讨了PCL的多种改性方法(PCL与淀粉共混改性、PCL与壳聚糖共聚改性、PCL与聚乳酸共混或共聚改性、PCL与聚醚共混或共聚改性、PCL与其他高分子材料共混或共聚改性)。最后对PCL的改性研究方向进行了展望。     

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。     

多功能PCL@CD纤维的制备与性能研究

以柠檬酸(CA)和乙二胺(EDA)为原料,采用一步微波法制备了强荧光碳点(CD).首次采用低毒性植酸(PA)催化ε-己内酯(ε-CL)开环聚合成功制备出生物可降解性聚己内酯碳点杂化材料(PCL@CD),并以不同质量比例的PCL@CD和纯PCL通过静电纺丝获得荧光可降解多功能纤维(SF).通过对SF进行形态和性能表征,结...     

星形嵌段共聚物PCL-b-PNVCL的合成

用季戊四醇引发ε-己内酯(ε-CL)开环聚合得到四臂星形PCL,将其末端羟基转变为O-乙基黄原酸酯,以此为大分子链转移剂调控N-乙烯基己内酰胺(NVCL)的RAFT聚合,合成了以季戊四醇为核、以PCL为内臂、PNVCL为外臂的两亲性星形嵌段共聚物,用1H NMR谱证明了所得聚合物的结构。     

聚ε-己内酯的酶促合成及其结构表征

以ε-己内酯单体为底物,固定化脂肪酶Novozyme 435作为反应催化剂催化合成聚ε-己内酯(PCL),并对反应条件进行了优化。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(NMR)、差示扫描量热(DSC)、热重(TG)、X射线衍射(XRD)分析及力学拉伸仪对合成的PCL进行了表征。研究表明,该开环聚合反应的适宜条件为10 m Lε-己内酯底物添加催化剂0. 25 g;反应温度为50℃;反应时间为36 h;反应溶剂为甲苯;振荡速率为160 r/min。在该条件下,PCL合成转化率能达到96. 94%。产物在210℃下开始分解,具有良好的热稳定性;结晶温度为26℃,相对结晶度为44. 6%,表现出较好的结晶性能;此外,其具有较好的力学性能,拉伸强度为15. 2 MPa,断裂伸长率高达262. 6%。     

聚ε-己内酯的反应挤出制备及其结构与性能研究

以小型双螺杆挤出机为反应容器,采用反应挤出工艺,研究了ε-己内酯在引发剂、催化剂等作用下开环聚合制得聚ε-己内酯,考察了反应时间对ε-己内酯单体转化率(η)、产物聚ε-己内酯数均相对分子质量(M_n)的影响,并研究了聚ε-己内酯的结构与性能。结果表明:由核磁共振氢谱和核磁共振碳谱分析确定ε-己内酯开环聚合所制得的产物为目标产物聚ε-己内酯;在反应温度160℃的条件下,反应时间从35 min延长到120 min时,η从1.62%迅速增长至98.30%,在150 min时,η达到99.32%;产物M_n随着反应时间的延长呈先增加后降低的趋势,100 min时产物的M_n最高,为15 796,产物与空气中的水分发生高温解聚反应是引起产物M_n下降的主要因素;M_n为11 290的聚ε-己内酯的热降解温度为350～550℃,热降解速率最快的温度为360～515℃。     

mPEG-b-PCL的酶催化反应挤出制备及其结构研究

以小型双螺杆挤出机为反应容器,以脂肪酶Novozyme-435为催化剂,采用反应挤出工艺,研究了甲氧基聚乙二醇(mPEG)引发ε-己内酯的开环聚合反应,制得甲氧基聚乙二醇-b-聚ε-己内酯(mPEG-b-PCL),考察了ε-己内酯单体转化率(η),mPEG的引发效率(η_(mPEG)),水对聚合反应的影响。结果表明:由核磁共振氢谱分析确定聚合产物为mPEG-b-PCL;在反应温度90℃条件下,反应时间为120,240,360 min时,η分别为82.01%,89.76%,92.61%,η_(mPEG)分别为28.17%,40.13%,35.31%,即η_(mPEG)先增加后降低;PCL链段的水解是η_(mPEG)降低的主要原因。     

BmimCl离子液体中纤维素-聚己内酯的合成与表征

以阔叶浆纤维素为原料,钛酸四正丁酯为催化剂,离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BmimCl)为溶剂,均相条件下与ε-己内酯单体进行开环聚合制备纤维素-聚己内酯接枝共聚物,探讨了单体与催化剂用量、反应温度与时间等条件对纤维素接枝率的影响,并用热重分析、X-射线衍射、核磁共振氢谱等手段对接枝共聚物进行了表征。结果表明,当ε-己内酯与纤维素摩尔比为21 mol/mol,反应时间为24 h,反应温度为120℃,催化剂与纤维素质量比为12%时,纤维素的接枝率最高达到86.7%;纤维素接枝ε-己内酯后,纤维素结晶结构被破坏,热稳定性下降,核磁共振氢谱分析显示ε-己内酯在与纤维素接枝反应的同时发生了自聚反应,生成聚己内酯。     

聚己内酯多元醇的合成与表征

分别以乙二醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇为起始剂,经ε-己内酯开环聚合制备了一系列聚己内酯多元醇。探讨了反应温度、时间和催化剂等因素对合成反应的影响,并采用红外光谱(FTIR)、羟值滴定、凝胶渗透色谱(GPC)对聚己内酯多元醇进行了表征。结果表明,以无水乙酸锌为催化剂,且用量为己内酯单体摩尔分数的0.2%,在温度120℃条件下反应3~4 h,制备的多元醇为理想的聚己内酯多元醇,相对分子质量与设计值一致,而且具有相对分子质量分布窄、成本低的特点。     

磷酸酯亚锡催化内酯开环聚合制备聚酯

文章描述了磷酸亚锡作为催化剂在苯甲醇作为引发剂的情况下,催化δ-戊内酯(δ-VL)和ε-己内酯(ε-CL)在溶液中开环聚合制备相应的聚酯。所调控的内酯开环聚合均呈可控-活性聚合,嵌段反应以及扩链反应正是建立在活性聚合的基础上。磷酸亚锡包括一个金属配位点与一个布朗斯特碱位点,通过配位及氢键化作用,同时活化底物中潜在的亲核与亲电中心。除了得到具有设定分子量及较窄分子量分布的聚合物,在反应过程可优化反应路径,抑制副反应。     

基于点击化学的聚己内酯接枝共聚研究

利用氯官能化己内酯(αClεCL)和未改性己内酯(CL)单体的开环聚合制备了氯官能化聚己内酯[P(CL-co-αClεCL)],然后将卤素转化为叠氮基团,利用叠氮和炔基间的点击化学反应制备了聚己内酯(PCL)接枝聚乙二醇(PEG)的两亲性接枝共聚物,并研究了接枝共聚物在水溶液中的胶束化自组装。发现PCL-g-PEG接枝共聚物在水溶液中可自组装为以PCL为核层、PEG为壳层的胶束。PCL-g-PEG的临界胶束浓度(CMC)值为30~66 mg/L,流体力学半径(Dh)为104~136 nm。随着接枝链长度的增加,CMC值和Dh增大;当接枝链长度一定时,随着接枝密度的增大Dh减小。     

双负离子β-二亚胺基稀土胺化物催化ε-己内酯开环聚合研究

聚己内酯(PCL)是一种可生物降解的高分子材料,有良好的生物相容性,可用于药物可控释放载体材料,因此对它的研究具有很高的实用价值。研究了双负离子β-二亚胺基稀土胺化物对ε-己内酯(ε-CL)开环聚合的催化行为,发现它们均能高活性地引发ε-己内酯的开环聚合,所得聚合物的分子量分布相对较窄,中心金属对催化聚合的活性影响较大,其活性顺序为SmGdY≈Yb。     

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。     

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 ℃。