可降解聚酯PLGA的合成及降解性能研究

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本论文使用低毒性、高效性催化剂乙酰丙酮锆来替代传统的锡类催化剂。分别使用熔融缩聚和开环聚合的方法合成了高分子量聚乳酸-乙醇酸(PLGA),对其结构、结晶性能和热性能进行了表征。考察了两种工艺过程中催化剂种类和用量,聚合温度、时间等因素对PLGA特性粘度的影响,得到了较优工艺条件,为下一步的应用提供了依据。使用了热重分析仪(TG)测试了共聚改性聚酯降解性能的变化,考察了聚乳酸-乙醇酸在不同升温速率下的热降解过程;使用PBS缓冲溶液测试了聚合物在不同pH条件下的体外降解行为,取得成果如下:  研究了直接缩聚追加熔融缩聚的方法合成聚乳酸-乙醇酸的工艺条件,通过单因素实验确定了最佳的工艺条件为催化剂为二水合氯化亚锡与对甲苯磺酸的质量分数为0.3%,复配摩尔比为1:1,反应温度180℃,熔融缩聚的时间为60h,即可得到高分子量的聚乳酸-乙醇酸[PLGA(50/50)]。直接聚合得到的产物分子量不高,故本文采用直接聚合后追加熔融聚合的方法,发现熔融聚合后,共聚物的分子量提高,热稳定性增强可以提高其降解行为。  研究了低毒性、高效性催化剂乙酰丙酮锆催化合成聚乙丙交酯开环聚合的合成工艺。用红外光谱(IR)、X-射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)进行了性能表征,通过“一点法”测定聚合物的特性粘度。重点考察了合成工艺过程中催化剂用量、聚合温度、时间及共聚摩尔比对 PLGA特性粘度的影响。并通过正交试验得出了较优工艺条件为:乙酰丙酮锆用量0.06%,反应温度150℃,时间6h,合成了特性粘度高达0.957 dL·g-1的高分子量PLGA。  使用热重分析仪(TG)测试了PLGA在不同升温速率下的热降解过程。比较了相同分子量的PGA、PLGA和PLA的热稳定性。通过Kissinger法计算出三者的热降解活化能分别为87.74 kJ·mol-1、112.64 kJ·mol-1、149.71 kJ·mol-1。通过 Flynn-Wall-Ozawa法得出的活化能分别为84.59 kJ·mol-1、111.07 kJ·mol-1、142.12 kJ·mol-1。两种方法得出的热降解活化能的值基本一致,说明了随着共聚物中LA组分增加,其热降解活化能就越大,聚合物热稳定性就越强。  选择80-100目聚合物颗粒在酸、中、碱性PBS缓冲溶液中体外降解,确定了PLGA体外降解规律和降解行为,通过制备阿司匹林缓释药物,包膜率约为59.7%,进行体外缓释效果测试和分析,最后用乳化溶剂挥发法制备了PLGA空白微球,并对微球的形貌粒径进行表征。发现 PLGA在药物缓释领域有很大的潜在应用价值。
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