PBS及P(BS-co-1,2-PS)的二元酰氯扩链合成及其生物降解研究

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聚丁二酸丁二醇酯(PBS),由于具有良好的生物降解性能,已受到全球研究者的密切关注。PBS因其熔点较高,具有较好的加工性能;聚(丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸-1,2-丙二醇酯)[P(BS-co-1,2-PS)],因其在分子主链上引入了甲基,使得分子主链不对称,使其具有更佳的生物降解性能和拉伸性能。但是,常规合成方法,无论是熔融缩聚法、溶液缩聚法还是二者结合的熔融-溶液缩聚法均难以得到较高相对分子质量的产品,在很大程度上限制了以上产品的加工和应用性能。本论文分别采用己二酰氯(HDC),丁二酰氯(SUC)为扩链剂,对常规合成方法所合成的PBS及P(BS-co-1,2-PS)进行了扩链研究,进一步提高其相对分子质量,期待能改善其加工和应用性能。(1)以己二酰氯(HDC)为扩链剂,对常规合成方法合成的PBS进行了扩链研究,探讨了扩链反应的最佳反应条件;检测扩链前后PBS的相对分子质量、熔点及其力学性能等。结果表明:①扩链反应的最佳反应条件为:反应温度140℃,反应时间50分钟,己二酰氯(HDC)加入量为3%;②PBS的相对分子质量从扩链前的5.79万,增大到了扩链后的10.14万;③熔点从扩链前的116℃提高到了扩链后的141℃;④断裂伸长率从扩链前的129%增加到了扩链后的259%;⑤热分解温度由扩链前的326℃升高到了扩链后的342℃。(2)在上述最佳扩链反应条件下,用己二酰氯(HDC)对常规合成出的P(BS-co-1,2-PS)一系列共聚物进行扩链研究;检测了P(BS-co-1,2-PS)一系列共聚物扩链反应前后的相对分子质量及熔点等性能。结果表明:①己二酰氯(HDC)对P(BS-co-1,2-PS)一系列共聚物最佳扩链产物比例是P(BS-co-1,2-PS)-20%;②相对分子质量从扩链前的5.33万提高到10.52万;③熔点从扩链前的106℃提高到121℃。(3)在实验室得出的丁二酰氯(SUC)对常规合成的PBS的最佳反应条件下,用丁二酰氯(SUC)对常规合成出的P(BS-co-1,2-PS)一系列共聚物进行扩链研究;检测了P(BS-co-1,2-PS)一系列共聚物扩链反应前后的相对分子质量、熔点及热分解温度等性质。结果表明:①此条件下,丁二酰氯(SUC)对P(BS-co-1,2-PS)共聚物的最佳扩链合成比例是P(BS-co-1,2-PS)-20Ⅰ%;②P(BS-co-1,2-PS)共聚物熔点从106℃上升到122℃;③相对分子质量也从扩链前的5.33万上升到10.33万;④热分解温度从扩链前的312℃上升到350℃.(4)采用降解营养液,对上述PBS及P(BS-co-1,2-PS)共聚物扩链前后的产物进行降解试验,得到以下结论:①PBS共聚物扩链前降解实验得出:PBSPS-20的降解失重率大于纯PBS的失重率,且PBSPS-20失重率最大。②己二酰氯(HDC)及丁二酰氯(SUC)扩链P(BS-co-1,2-PS)以后共聚物的失重率均大于对纯PBS扩链后的降解速率。即PBSPS-20﹥PBS﹥HDC-PBSPS-20﹥SUC-PBSPS-20﹥HDC-PBS﹥SUC-PBS。
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