聚乳酸立構復合物的制備及其性質研究.pdf

1、聚乳酸作為生物可降解材料的一種，具有對環(huán)境友好，無毒等優(yōu)點，完全符合可持續(xù)發(fā)展和綠色化學的理念。被廣泛應用于組織工程材料和部分包裝材料領域。但是，聚乳酸也存在著成本較高，斷裂延伸率低，熱穩(wěn)定性差的缺點。由于聚乳酸存在立體異構，根據(jù)不同的立體異構聚乳酸可分為左旋聚乳酸（PLLA），右旋聚乳酸（PDLA），聚消旋聚乳酸（PDLLA）等不同旋光的聚合物。而其中PLLA與PDLA可以形成立構復合聚乳酸（SC-PLA），SC-PLA可提升聚乳酸的

2、熔點，擴大聚乳酸的應用范圍，而不損失聚乳酸生物降解，環(huán)境友好等的優(yōu)點，被認為是最具前景也最有價值的改性聚乳酸的方式。
　　而為了合成SC-PLA，研究各種因素對于SC-PLA合成和性能的影響。本論文從兩步法合成聚乳酸的原料丙交酯著手，以乳酸為原料通過預聚裂解減壓蒸餾形成丙交酯，分析了原料光學純度，反應溫度，反應時間，反應壓強，重結晶選用的溶劑和重結晶次數(shù)等因素，利用核磁共振氫譜（1H-NMR）表征了丙交酯的化學結構，示差掃描量熱法

3、（DSC）表征了丙交酯的熱力學性能。選取了預聚第一階段除自由水在溫度115℃，反應壓強6KPa，反應時間4h；第二階段預聚在溫度160℃，反應壓強3KPa，反應時間4h，丙交酯裂解反應溫度215℃，反應壓強0.4KPa；以乙酸乙酯為純化溶劑進行4次重結晶的反應條件，丙交酯熔點在熔點為97.3℃，熔程為95.1-97.3℃，1H-NMR出峰位置與峰形與文獻記述相一致。
　　以合成的丙交酯為原料，通過開環(huán)聚合兩步法合成聚乳酸；并將乳酸

4、通過一步法縮合聚合形成齊聚乳酸（OLA），以1,6-己二異氰酸酯為擴鏈劑，將OLA與聚丙二醇（PPG）熔融聚合成嵌段聚合物。研究了反應溫度，反應時間，反應壓強，催化劑用量對于開環(huán)聚合的影響。并使用了核磁共振氫譜（1H-NMR），傅里葉紅外光譜（FT-IR）對于開環(huán)聚合形成的聚乳酸與OLA-b-PPG嵌段化合物的結構進行表征，示差掃描量熱法（DSC）和熱重分析法（TGA）對于聚乳酸和OLA-b-PPG的熱學性能進行表征，使用凝膠滲透色譜（

5、GPC）測定了聚合物的分子量及分子量分布，并通過拉伸測試對于嵌段化合物的力學性能進行了表征。結果表明，反應壓強越低開環(huán)聚合反應產物分子量越高；反應溫度在140℃之前，反應溫度升高，產物分子量升高，140℃之后反應溫度升高，產物分子量降低；隨反應時間升高，丙交酯轉化率升高，反應產物分子量在反應時間8h之后變化不明顯；反應催化劑用量控制在0.05％（wt）時反應產物分子量最高。開環(huán)反應成功合成了聚乳酸，產物的熔點在170℃附近。OLA和PP

6、G能夠通過1，6-己二異氰酸酯擴鏈制得多嵌段共聚物 OLA-b-PPG。OLA-b-PPG的重均分子量為3.3×104，分子量分布為1.9。與OLA相比，OLA-b-PPG熔點降低，為126℃。OLA-b-PPG的斷裂強度為12MPa，斷裂延伸率為3.5％
　　以3-丁烯-1醇為引發(fā)劑通過溶液聚合合成帶有不飽和雙鍵的聚乳酸，利用硅氫加成讓聚乳酸接枝到聚甲基氫硅氧烷（PHMS）上合成以PHMS為主鏈PLA為側鏈的分子刷（Polyme

7、r Burshes:PHMS-PLA），并使用PHMS-PLA合成了立構分子刷聚合物（Stero PHMS-PLA），使用了1H-NMR,FT-IR對于帶有不飽和雙鍵的聚乳酸與PHMS-PLA的結構進行表征， DSC,TGA對于聚合物的熱學性能進行表征，GPC測定了聚合物的分子量及分子量分布，并使用X射線衍射晶格（XRD）對于聚合物的晶型進行了表征，結果表明成功合成了帶有不飽和雙鍵的聚乳酸與PHMS-PLA，帶有不飽和雙鍵的聚乳酸重均分