聚乙二醇对淀粉原位熔融接枝聚乳酸的影响

研究了在聚乙二醇(PEG)存在下,淀粉与丙交酯的原位熔融接枝反应。较系统地考察了PEG的加入量及分子量的变化对淀粉一聚乳酸原位熔融接枝反应的影响。结果表明,当有PEG存在时,丙交酯可以有效地接枝到淀粉链上,得到淀粉一聚乳酸接枝共聚物。PEG对淀粉的增塑效果是影响淀粉与丙交酯熔融接枝反应至关重要的因素。     

POSS为核的高臂数星型杂化聚乳酸的合成

首先合成了含有8个羟基、结构极为对称的八聚[2-(2-羟基乙氧基)二甲基硅氧基]倍半硅氧烷,再以其为核引发D,L-丙交酯发生开环聚合,制备了含有八臂聚乳酸的星型有机-无机杂化POSS-PDLLA材料,通过FTIR、1H-NMR、GPC、DSC和TGA等手段对八羟基倍半硅氧烷和POSS-PDLLA杂化材料的化学结构和性能等进行了表征。结果表明,成功合成了单分散性的八羟基倍半硅氧烷,而POSS-PDLLA杂化聚合物分子量分布极窄(小于1.1)、玻璃化转变温度为43.6℃、热稳定性良好,具有与线性聚乳酸截然不同的特性。     

乙基纤维素与聚L-乳酸接枝共聚物的合成与表征

以辛酸亚锡为催化剂,乙基纤维素(EC)为接枝骨架,L-丙交酯(L-LA)为接枝单体,在无溶剂条件下本体聚合制备了乙基纤维素-聚L-乳酸接枝共聚物。利用GPC,FTIR,1H NMR对接枝共聚物进行表征。结果表明,L-丙交酯在乙基纤维素残存的羟基上发生开环聚合,将聚乳酸短链引入到乙基纤维素骨架上,所得产物为乙基纤维素与聚L-乳酸接枝共聚物。XRD和偏光显微镜(POM)分析表明,当接枝率大于等于252%时,接枝共聚物开始结晶。     

羟丙基甲壳素接枝聚乳酸的合成和表征

以Sn(OCt)2为催化剂,水溶性的羟丙基甲壳素作主链,通过丙交酯的熔融开环聚合,在其上接枝了聚乳酸支链.利用红外光谱、核磁共振谱对其结构进行了表征.在羟丙基甲壳素与丙交酯的比例分别为5:1,8:1,10:1条件下,反应都能顺利进行.聚乳酸的接枝长度随原料中丙交酯比例增大而增大.1H-NMR谱的结果表明,聚乳酸支链长度最长为5左右.     

苯基-低聚倍半硅氧烷和氨基-低聚倍半硅氧烷对左旋聚乳酸结晶行为及热稳定性的影响

以二氯甲烷为溶剂,将不同相对分子质量的左旋聚乳酸（PLLA）与笼型多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）进行溶液共混制备POSS/PLLA复合材料。并通过热台偏光显微镜（POM）、DSC、XRD和TGA对POSS/PLLA复合材料和PLLA的结晶形貌、结晶性能和热稳定性进行了表征。结果表明：POSS/PLLA复合材料的结晶温度升高到110℃左右,结晶能力提高;初始热分解温度和终止热分解温度均增大,最大热分解速率对应的温度在373~379℃之间,热稳定性提高。另外,当POSS含量较低时,成核作用占主导地位;而POSS含量较高时,POSS对PLLA分子链运动的阻碍作用逐渐增强。且POSS的阻碍作用对相对分子质量高的PLLA更明显。观察POSS/PLLA复合材料和PLLA的等温结晶形貌,可以看出明显的十字消光现象和环带球晶形貌,另外,球晶在降温过程中会产生裂纹,这与PLLA的脆性有关。     

氧化石墨烯接枝聚乙二醇对左旋聚乳酸结晶行为和热稳定性的影响

为改善聚乳酸的结晶性能和热稳定性,通过酯化反应将聚乙二醇(PEG)接枝到氧化石墨烯(GO)表面,制备出表面修饰PEG的GO(GO-g-PEG)作为聚乳酸的结晶促进剂。利用溶液共混法制备出不同GO-g-PEG含量的GO-g-PEG/左旋聚乳酸(PLLA)复合材料,通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)表征分析证实PEG成功接枝到GO表面。通过差示扫描热量仪(DSC)、热台偏光显微镜(POM)和热重分析仪(TGA)研究GO-g-PEG对PLLA结晶行为和热稳定性的影响。结果表明：在GO-g-PEG的异相成核及增塑作用下,GO-g-PEG/PLLA复合材料结晶成核密度明显增大,结晶能力和结晶度提高;在PEG接枝量为11.8%(质量分数)时,GO-g-PEG/PLLA复合材料的热分解温度较纯PLLA提高20 ℃左右。     

低温常压下高分子量左旋聚乳酸的微波合成及表征

以辛酸亚锡为催化剂低温常压下引发左旋丙交酯(LLA)开环聚合,快速高效地合成了性能良好的高分子量左旋聚乳酸(PLLA).通过正交实验研究了催化剂用量、反应温度和时间对产物分子量的影响,在催化剂用量0.21%(质量分数),反应温度100℃,反应时间60min时得到产物粘均分子量高达16.21×104.通过红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)对产物的结构进行分析,结果证明利用微波能有效地合成左旋聚乳酸,通过差式扫描量热(DSC)、X衍射(XRD)、旋光度和力学性能对左旋聚乳酸膜的性能进行表征,结果显示产物纯净,其结晶度为85.6%,光学纯度为98%,有良好的力学性能.     

纳米纤维素晶须增强增韧聚(L-乳酸)复合材料的制备与表征

通过酸解法制备了具有纳米尺寸和一定长径比针棒状的纳米纤维素晶须(NCW),利用NCW表面的羟基引发L-丙交酯开环聚合,合成了表面接枝聚(L-乳酸)(PLLA)链段的接枝纤维素晶须(g-NCW);采用溶液浇铸法制备了PLLA膜以及不同配比的NCW/PLLA和g-NCW/PLLA复合膜。对接枝改性前后的NCW的形貌与性能进行了表征,研究了复合膜的形貌、结晶性能、热稳定性、亲/疏水性和拉伸性能。结果表明:NCW的形貌与结晶性能在接枝改性后变化不大,但在乙醇和PLLA溶液中的分散性得到明显改善;当NCW与L-丙交酯的物质的量之比为1∶5时,g-NCW表面PLLA链段的接枝率约为23.61%。NCW和g-NCW作为异相成核剂,显著提高了PLLA基体的结晶速率;并且,加入晶须改善了材料的亲水性和热稳定性。添加一定量的NCW和g-NCW到PLLA中,可有效增强增韧PLLA基体;随着晶须含量增加,复合膜的拉伸强度和断裂能先增大后下降;当NCW和g-NCW的质量分数为5%时,NCW/PLLA和g-NCW/PLLA复合膜的拉伸强度和断裂能分别达到22.02 MPa和20.01 MPa以及102.39J/m~3和117.83J/m~3,均达到最大值。由于g-NCW在基体中良好的分散性以及与基体间的界面结合,g-NCW/PLLA复合膜的拉伸强度和韧性明显优于相应的纯PLLA和NCW/PLLA膜。     

微相分离结构对聚乳酸薄膜性能的调控及其在巨峰葡萄保鲜中的应用

为改善聚乳酸(PLLA)性能并增加其在果蔬保鲜领域应用的可能性，本研究将聚三氟丙基甲基硅氧烷(PTFPMS)和聚乙二醇(PEG)分别与L-丙交酯进行开环反应制备出PLLA-PTFPMS-PLLA(PLTL)和PLLA-PEG-PLLA(PLEL)三嵌段共聚物，进一步以75∶25、50∶50、25∶75的质量比将PLTL和PLEL进行共混得到PLTL/PLEL共混薄膜。实验结果表明，PTFPMS和PEG嵌段的引入提高了PLLA的热学和力学性能，PLLA的T_g分别变为57.8℃和43.9℃,其薄膜的断裂伸长率分别达到108.7%和199.7%。将PLTL和PLEL共混成膜后，PLLA的T_g变为52.3～46.2℃,PLTL/PLEL共混膜的断裂伸长率可达142.5%～295.8%。在5℃测试环境下，PLTL和PLEL薄膜的CO₂透过率分别是PLLA的2.12倍和3.51倍，O₂透过率分别是PLLA的1.97倍和0.87倍，其CO₂/O₂透过比分别为3.3和12...     

PLLA/PBLG嵌段共聚物的合成及其结构表征

以L-丙交酯(LLA)为原料,在催化剂辛酸锡酯Sn(Oct)2的作用下,利用聚(γ-谷氨酸苄酯)的活性端氨基引发LLA进行开环聚合,合成了聚L-丙交酯 (PLLA)与聚(γ-谷氨酸苄酯)(PBLG)的共聚物,对反应条件的各项因素进行了讨论,确定了最佳反应条件是:m(催化剂):m(PBLG)=1:1;反应温度120℃;反应时间6h.并利用红外、核磁和凝胶渗透色谱方法对产物的结构进行表征.结果表明,所制备的共聚物为PLLA/PBLG/PLLA三嵌段共聚物.     

笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料的制备及性能

采用溶液共混法制备了笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸(OCAPS/PLLA)杂化材料,研究了OCAPS对PLLA热性能和力学性能的影响.结果表明,PLLA与OCAPS之间形成了氢键,OCAPS在PLLA基体中具有良好的分散性;随着OCAPS质量分数由0增至15%,OCAPS/PLLA杂化材料的玻璃化转变温度(Tg)由54.1℃升至54.5℃,熔融温度(Tm)由149.0℃降至147.6℃,OCAPS的加入没有改变PLLA的热分解温度,但使PLLA的储能模量由2206MPa降至1203MPa.     

右旋组分对左旋聚乳酸单丝体外降解性能的影响

将质量分数5%的右旋丙交酯(D-LA)组分加入到左旋聚乳酸(PLLA)的制备中得到共聚物PLD955材料并将其制备成单丝。通过60℃加速降解和37℃实时降解试验,利用凝胶渗透色谱、差示扫描量热分析、X射线衍射及拉伸试验等分析测试方法,系统地研究了PLD955单丝和PLLA单丝在2种降解条件下的质量变化、相对分子质量变化、热性能、结晶性能及力学性能的变化。结果表明,实时降解32周,PLLA单丝性能变化不大,而PLD955单丝质量以每周0.63%的速率损失,PLD955单丝重均分子量的半衰期比PLLA单丝快10倍,在该温度降解7周,PLD955单丝的力学强度已损失殆尽。而加速降解条件下,PLLA单丝的断裂强度的半衰期是PLD955单丝的10倍。证明5%D-LA的加入显著加速了PLLA的降解。     

聚乳酸的微波辐射合成方法研究

采用微波加热提供反应所需热量,以丙交酯为原料,辛酸亚锡的甲苯溶液为催化剂,进行丙交酯开环聚合反应,开展了聚乳酸的微波辐射合成工艺及相关基础研究。在最佳条件下(催化剂辛酸亚锡与单体的摩尔比为0.001,SiC作辅助加热介质,微波功率为450W,反应18min)合成了分子量为2.5×104的聚乳酸。     

笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸杂化材料的冷结晶及熔融行为

采用溶液共混法制备了不同质量分数的笼形氯化氨丙基聚倍半硅氧烷/聚乳酸(OCAPS/PLLA)杂化材料。扫描电镜和能量色散X射线分析仪研究表明,OCAPS在PLLA基体中具有良好的相容性和分散性。利用差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射仪(XRD)对该体系的冷结晶及熔融行为进行了研究。结果表明,OCAPS不会改变PLLA基体结晶的α晶型,但具有异相成核作用,降低了PLLA基体的冷结晶温度;随着升温速率的降低,由于晶粒熔融重结晶导致PLLA基体熔融单峰分裂成为双峰,并且OCAPS促进了PLLA的熔融重结晶过程,使晶粒结构更加完善。     

聚(天冬氨酸-co-乳酸)的合成及结构与性能

由聚(琥珀酰亚胺-乳酸)的碱溶液水解反应制备了含有亲水性羧基的聚(天冬氨酸-co-乳酸)(PAL)。用IR、NMR、DSC、元素分析等方法表征了PAL的组成和结构。结果表明,PAL中的聚乳酸链段为间同立构或无规立构,由此推断丙交酯在开环聚合反应时发生了酯交换或链转移反应,导致聚乳酸链段产生消旋现象;聚合反应机理是羟基引发的聚合,获得了无定型态聚合物PAL。由于共聚反应中丙交酯熔体的蒸发损耗,合成的PAL中聚天冬氨酸的含量高于理论值。     

含立构复合晶体的聚己内酯形状记忆弹性体的制备及性能

以聚己内酯(PCL)、左旋丙交酯(LLA)、右旋丙交酯(DLA)为原料,以辛酸亚锡(Sn(Oct)_2)为催化剂,合成了不同LA含量的P(LLA-b-CL)和P(DLA-b-CL)嵌段共聚物。用凝胶渗透色谱、核磁共振等研究了嵌段共聚物的组成与结构。将2种嵌段共聚物按一定比例溶液共混,并通过流延法得到PCL基形状记忆弹性体薄膜,研究了其结晶性能、晶体形态、力学性能及形状记忆性能。结果表明,随LA添加量增大,弹性体薄膜中的PLLA与PDLA形成的立构复合(SC)晶体结晶度增大;同时,PLA非晶区含量提高,70℃拉伸时PLA链段产生滑移,形状回复率降低。因此,弹性体中SC晶体的结晶度越高,形状回复率越高,形状回复率最佳可达93.54%。     

聚乳酸立构复合物规整度对其降解性能的影响

通过开环聚合法,利用D,L-丙交酯合成不同规整度(XD)的左旋聚乳酸PLLA和右旋聚乳酸PDLA。用溶液浇铸法制得不同规整度的聚乳酸立构复合物SC-PLA,并在50℃缓冲溶液中进行降解。通过分析剩余质量、溶液pH值、热性能(DSC)、表面形貌(SEM)、电离子喷雾质谱(ESI-MS)等评价SC-PLA的降解性能。结果表明:相同规整度时,SC-PLA降解速率小于PLLA,但pH值变化大于PLLA,立构复合物SC的存在使材料比常见PLLA更耐水解;立构规整度下降会使SC-PLA的结晶度降低,材料的降解速率加快;降解使材料的结晶度上升,立构复合物晶体SC与均聚物晶体HC熔点降低;高规整度SC-PLA相对于相同规整度PLLA及低规整度SC-PLA,其降解产物分子链长度更短。     

星形聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物的合成与表征

以不同臂数和分子量的星型聚乙二醇(sPEG)和L-丙交酯为原料,采用开环聚合法合成了以星型聚乙二醇为内部嵌段、聚L-乳酸为外部嵌段的多臂星形聚乙二醇-聚乳酸嵌段共聚物(sPEG-b-PLLA)。研究了sPEG的臂数、分子量及L-丙交酯/sPEG投料比等参数对产物结构与性能的影响。并分别用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、差示扫描量热(DSC)对产物进行了表征,证实所合成的嵌段共聚物具有预期的结构。结果表明,sPEG-b-PLLA为结晶性聚合物,且表现出与PLLA相似的晶型,随着PLLA链段的增加,产物的结晶度也呈增大的趋势;与PLLA相比,sPEG-b-PLLA的接触角随着PEG链段的增多而增大,表明其亲水性明显改善。     

聚乳酸大分子引发剂的一步法合成

在异辛酸亚锡的催化下,以三溴乙醇作为引发剂,通过L-丙交酯一步开环聚合合成了端基含有溴原子的聚乳酸大分子引发剂PLLA-Br,为进一步通过ATRP反应制备聚乳酸嵌段共聚物奠定基础。利用GPc考察了PLLA-Br的数均分子量及分子量分布与反应时间的关系。FT-IR、~1H-NMR、DSC和TG等结果表明,PLLA-Br链端含有溴原子,属结晶聚合物,其结晶温度在104℃,熔融温度约为180℃,热分解温度高于200℃。     

单模聚焦微波作用下端炔基修饰的聚(L-丙交酯)的合成与表征

在单模聚焦微波辐射作用下,以辛酸亚锡为催化剂,炔丙醇为小分子引发剂引发L-丙交酯开环聚合合成了端炔基修饰的聚(L-丙交酯)。通过正交实验考察了各种反应条件对产物产率的影响,得出最佳的聚合反应条件如下:反应温度110℃,微波功率45W,辐照时间45min,催化剂用量0.1%。在此基础上,通过改变n(L-丙交酯)∶n(炔丙醇)投料比合成了一系列端炔基修饰的聚(L-丙交酯),通过FT-IR、1H NMR、DSC、XRD和GPC对其结构与性能进行了研究。结果表明,在微波作用下,快速、高效地合成了端炔基修饰的聚(L-丙交酯)目标产物,且产物的结构与性能可以通过改变n(L-丙交酯)∶n(炔丙醇)投料比在一定程度上进行调控,随着L-丙交酯投料量增大,产物的分子量逐渐增大,熔点逐渐升高。