聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)改性及应用研究进展

来源于可再生资源的聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]作为生物基高分子材料的最优异的成员之一,因其具有良好的生物降解性和生物相容性而成为具有巨大发展潜力的环境友好型高分子材料。本文综述了近年来P(3HB-co-4HB)在改性与应用方面的研究进展情况。     

接枝聚丙烯酸改性聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)抗氧化膜的制备与性能

脂质氧化将导致食品变质，因此开展抗氧包装膜的研究十分重要。本文以丙烯酸(AA)为金属螯合配体，以聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为基材，通过紫外光接枝的方法将AA接枝聚合到PHBV薄膜表面，制得具备金属螯合能力的PHBV-g-PAA非释放型抗氧化膜，研究接枝时间对PHBV-g-PAA复合膜形貌结构、Cu²⁺螯合量和力学性能的影响。结果表明：通过傅里叶变换红外光谱仪与水接触角测试仪对复合膜进行结构表征，证明了聚丙烯酸(PAA)成功接枝到PHBV薄膜表面；通过SEM观察复合膜形貌结构发现，随着接枝时间的延长，接枝产物密度逐渐增大，接枝时间为20 min时，薄膜表面PAA接枝层的致密均匀性最佳；通过DSC和XRD测试复合膜结晶性能表明，结晶度从未接枝的63.97%下降至56.23%，有利于提高薄膜的韧性，接枝20 min时薄膜的韧性最好；采用甲苯胺蓝(TBO)染色法和火焰原子吸收光谱法测定复合膜表面羧基密度和Cu²⁺螯合量，当羧基密度为392.65 nmol/cm²时，对应的Cu²⁺...     

扩链改性对聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)性能的影响

以多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)为扩链剂,采用熔融共混法扩链改性聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]。使用凝胶渗透色谱、热失重分析仪、电子拉力机、毛细管流变仪、旋转流变仪等研究了PAPI添加量对P(3HB-co-4HB)的相对分子质量、热稳定性、力学性能以及流变性能的影响。结果表明,PAPI的使用能够提高P(3HB-co-4HB)的相对分子质量和熔体黏度,并能有效改善P(3HB-co-4HB)的热稳定性和力学性能,成功实现了对P(3HB-co-4HB)的扩链改性。PAPI的添加量为2.0phr时,体系综合性能最佳,其起始分解温度和最大分解温度分别比纯P(3HB-co-4HB)提高了16.7℃和11.4℃,其拉伸强度和断裂伸长率分别比纯P(3HB-co-4HB)提高了21%和218%。     

SiO2/聚（3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯）薄膜研究

目的研究纳米SiO2对可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P34HB)包装膜结晶行为和力学性能的影响。方法采用溶液浇铸法制备SiO_2/P34HB纳米复合薄膜,利用红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、正置热台显微镜(POM)、差示扫描量热仪(DSC)和万能力学试验机等研究纳米SiO_2对P34HB结构、结晶性和力学性能等的影响。结果纳米SiO_2在P34HB中起到异相成核的作用,SiO2/P34HB复合膜的结晶速率和结晶度得到明显改善。相比P34HB包装膜,当纳米SiO_2质量分数为2%时,SiO_2/P34HB复合膜的弹性模量和拉伸强度分别提高了72.7%和60.9%。结论获得了纳米SiO2改善可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)包装膜结晶度和力学性能的最佳掺杂比例参数。     

扩链改性对聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)性能的影响EI北大核心CSCD

以多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)为扩链剂,采用熔融共混法扩链改性聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]。使用凝胶渗透色谱、热失重分析仪、电子拉力机、毛细管流变仪、旋转流变仪等研究了PAPI添加量对P(3HB-co-4HB)的相对分子质量、热稳定性、力学性能以及流变性能的影响。结果表明,PAPI的使用能够提高P(3HB-co-4HB)的相对分子质量和熔体黏度,并能有效改善P(3HB-co-4HB)的热稳定性和力学性能,成功实现了对P(3HB-co-4HB)的扩链改性。PAPI的添加量为2.0phr时,体系综合性能最佳,其起始分解温度和最大分解温度分别比纯P(3HB-co-4HB)提高了16.7℃和11.4℃,其拉伸强度和断裂伸长率分别比纯P(3HB-co-4HB)提高了21%和218%。     

聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/POSS共混体系的性能

采用熔融模压法分别制备了聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]和两种多面体笼型硅氧烷(POSS)[八异丁基倍半硅氧烷(OIBS)和八氨基苯基倍半硅氧烷(OAPS)]的共混物,考察了不同含量的OIBS,OAPS对共混体系性能的影响。结果表明,两种POSS都起到成核剂的作用。OIBS,OAPS的质量分数小于1%时,可以提高体系结晶温度,力学性能;随着OIBS,OAPS质量分数的提高,成核性有所增加,但因分散性变差,体系热稳定性和力学性能变差。由于OAPS的活泼氨基可与P(3HB-co-4HB)发生化学反应,改性效果较OIBS优。     

聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/二氧化钛纤维的成纤性能

用不同含量的二氧化钛(TiO2)改性聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)],并进行了纺丝研究。采用毛细管流变仪、热重分析仪、单丝强力仪测试了P(3HB-co-4HB)/TiO2复合材料的流变性能、热性能、单丝力学性能和回弹性。实验结果表明,P(3HB-co-4HB)和P(3HB-co-4HB)/TiO2为假塑性流体,TiO2可以有效改善材料的加工流动性;提高材料的热稳定性;TiO2的加入使纤维的断裂强度降低;但纤维的弹性恢复率可达100%,退绕性有所改善。     

改性淫羊藿苷共价结合壳聚糖/聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯构建组织诱导型骨修复支架材料

为构建一种诱导型骨修复支架材料,将淫羊藿苷（Ica）经过氨基化改性得到Ica-NH₂,并对Ica-NH₂进行FTIR、XRD和TG-DTA表征。以Ica-NH₂共价结合壳聚糖（CS）为诱导因子添加方式,聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯（PHBV）和CS为基材,经过两相混合急速冷冻/冷冻干燥成型技术制备了Ica-NH₂-CS/PHBV骨组织工程支架。随后,对支架材料进行了SEM、体外药物缓释、力学性能、细胞相容性及细胞增殖评价。结果显示:氨基化改性Ica的FTIR谱图在3 371、3 328 cm-1处出现2个中等强度、尖锐的N—H伸缩振动峰,在1 689 cm-1处出现N—H变角振动峰;XRD谱图显示其衍射增强且整体左移,证明Ica被成功氨基化改性;支架材料显微结构呈网络状串珠状,并均匀分布着3~10 μm的微孔,其体外药物缓释效果良好,力学强度介于硬质骨与松质骨之间,复合细胞培养7 d 后表现出良好的贴附与增殖,且细胞在Ica-NH₂-CS/PHBV支架材料上的增殖增长率显著高于CS/PHBV。研究表明所构建的Ica-NH₂-CS/PHBV支架材料可作为一种良好的诱导型骨修复材料。      

成核剂对聚(3-羟基丁酸酯-co-4羟基丁酸酯)性能的影响

分别以氮化硼(BN)、BRUGGOLENP250、CaCO3和Tm-3为成核剂,用熔融模压法制备了聚(3-羟基丁酸酯-co-4羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]样品,借用偏光显微镜(POM)、差示扫描量热(DSC)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)等考察了成核剂种类及用量对P(3HB-co-4HB)结晶形态、熔点、热分解温度、力学性能及断面形态的影响。结果表明,各种成核剂均能有效细化P(3HB-co-4HB)的球晶尺寸,提高其熔点及热分解温度;当成核剂BN的质量分数为5‰~8‰时,P(3HB-co-4HB)的综合性能最好。     

聚乳酸的改性研究

综述了近几年生物降解材料聚乳酸的改性研究进展.改性方法可分为化学改性、物理改性和复合材料改性.化学改性包括共聚、交联、表面修饰等,物理改性包括共混改性、增塑改性等.     

聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)/聚碳酸亚丙酯复合支架的构建与表征

分别采用反应性和非反应性熔融共混方法结合粒子沥滤技术以及碱处理技术构建不同质量比的聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)(PHBV)/聚碳酸亚丙酯(PPC)复合支架,通过表征支架的表面形态、孔隙率大小和体外降解性能,发现反应性共混法可显著改善支架的相容性和界面粘接。非反应性熔融共混法构建的支架孔隙率高于反应性共混法构建的复合支架。随着PPC含量的升高,复合支架的孔隙率升高。当PHBV/PPC质量比达50/50时,支架在PBS缓冲液中降解最快,反应性共混法构建的支架亲水性高于非反应性共混法,碱处理技术可显著改善复合支架的亲水性。这对功能重建的体内研究和临床实践具有潜在的理论价值和应用前景。     

竹粉/聚羟基丁酸戊酸共聚酯复合材料的结构性能

以竹粉和聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)为原料,采用高温熔融共混挤出法制备了竹粉/PHBV复合材料,研究了不同竹粉含量对复合材料的力学性能、结晶度、分子结构及热稳定性的影响。结果表明,竹粉的加入提高了竹粉/PHBV复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量,但竹粉和PHBV的界面结合较差;高温复合造成竹粉中少量主成分发生了热降解,而对PHBV的结构影响不大。另外,随竹粉含量的增加,复合材料的结晶度先升高后降低,热稳定性略有降低。竹粉的加入有利于复合材料的成型加工。     

Co-crystallization of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)

A combined study of X-ray diffraction, differential scanning calorimetry and density measurements in copolymers of 3-hydroxybutyrate and 3-hydroxyvalerate is presented. It is shown that the unit cell volume expands linearly with the comonomer content in the polymer. The reduction in the enthalpy of fusion is interpreted in terms of limited co-crystallization of the two monomers. The amount of 3-hydroxyvalerate in the crystals has been estimated to be approximately equal to two-thirds of the total content in the copolymer.     

医用聚乳酸材料的化学改性研究进展

聚乳酸是一种常用的可生物降解的医用材料,但单纯聚乳酸并不能满足临床需要.对聚乳酸的改性工作一直都备受关注.综述了近几年聚乳酸生物降解材料的化学改性研究进展,重点论述了共聚、接枝、星型、表面改性4个方面.经改性后聚乳酸的力学性能、降解性能和亲水性能可以得到某些改善,从而更好地满足了生物医用需要.并展望了未来聚乳酸的发展.     

Poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) and wheat straw fibre composites: thermal, mechanical properties and biodegradation behaviour

The thermal and mechanical behaviour of a biotechnological polyester (poly(3-hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (PHBV) reinforced with wheat straw fibres has been investigated. In order to improve chemico-physical interactions between the components, the reinforcing agent has been previously submitted to a treatment with high temperature steam leading to fibres richer in cellulose and more reactive. The addition of straw fibres has been found to increase the rate of PHBV crystallisation, while it does not affect the crystallinity content. Furthermore, the comparison of the mechanical properties has shown that the composites exhibit higher Young moduli and lower values of both the stress (_B) and strain (_B) to break than the neat matrix of PHBV. The biodegradability in different environments by means of short and long term tests has been studied. It has been observed that the presence of straw does not affect biodegradation rate evaluated in liquid environment and in long term soil burial tests. In the composting simulation test the rate of biodegradation is reduced for composites with more than 10% of straw content. The morphology of the composites has also been investigated and correlated to the biodegradation process.     

The effect of processing on the properties of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymers

Semi-crystalline poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymers are biodegradable systems with potential as substrates for use in tissue regeneration. Previous studies have shown that severe embrittlement occurs on storage at room temperature restricting their application possibilities. Concepts such as secondary, advancing crystallisation causing changes in the amorphous/crystalline ratio have been mooted as the cause of the embrittlement. Using films prepared by extrusion and compression moulding procedures we have attempted to probe not only the pure amorphous and crystalline phases but also the interfacial region. Interpretation of dynamic mechanical and dielectric data highlights the changes in the nature of the interfacial region on processing. Moreover, the use of the Thermally Stimulated Discharge technique is a powerful probe for highlighting the morphological changes induced in multiphase systems by the processing step.     

Nano-CaCO3改性聚烯烃树脂研究进展

介绍了nano-CaCO3改性聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、苯乙烯和ABS等树脂的力学性能、结晶行为和老化行为等性能的研究进展。并对nano-CaCO3的改性应用和研究方向做了展望。     

完全生物降解聚乳酸共混复合材料的研究进展

聚乳酸(PLA)是由乳酸直接缩聚或丙交酯开环聚合制得的脂肪族聚酯,具有生物相容性、生物降解性和良好的力学性能.但是,由于纯PLA树脂的结晶速率慢、制品收缩率大、本身质脆等缺点,需要各种无机或有机材料对其进行共混改性.制备可完全生物降解的PLA共混复合材料,成为目前研究热点.文中全面介绍了近年来可以完全生物降解的PLA共...