聚对二氧环己酮(PPDO)是脂肪族聚酯的一种,由于它具有优异的生物相容性和生物可降解性,目前已被成功应用于制造外科缝合线、骨板和组织修复材料,如螺钉、钩、片和钳等外科器具。PPDO的综合性能相对较好,由于分子链中含有酯键,在自然环境或生物体内容易受到进攻而断链,进而发生降解;由于其分子链上含有特有的醚键,使其分子链柔顺性好,聚合物具有优异的柔韧性、抗张强度、打结强度,降解过程中强度保留率大,可制成单丝缝合线。除了在生物体内具有优异的生物相容性和生物降解性以外,在自然界中还存在着多种能使PPDO降解的微生物,这为PPDO更广泛应用于各种环保产品奠定了基础。除了作为医用材料,PPDO还可以用于制造一次性卫生用品如尿布、纸巾等。但是PPDO的合成还存在着对单体纯度要求高、开环聚合反应时间长以及用做环境材料成本高等问题。聚丁二酸酯作为脂肪族聚酯中热稳定性较好的一类材料,不仅价格比PPDO便宜,且拥有良好的加工性能、弹性和强度,是最有潜力的生态环境材料之一,现在正广泛的受到人们的关注。但是在聚丁二酸酯的合成上仍然还有很多问题有待解决,如缩聚反应必须在高温、高真空下进行,缩聚产物的分子量不高,两种聚合单体之间需要严格的化学计量等。本论文正是要通过简便易行的扩链反应,将低分子量的PPDO与聚丁二酸酯合成为一种兼具两者优势的、分子量较高的生态环境用聚合物,同时还可以降低聚合物的合成成本,有利于其在生态环境方面的应用。本文以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为扩链剂,通过扩链反应将低分子量的PPDO与聚丁二酸乙二醇酯(PES)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)合成为分子量更<WP=3>高的聚合物,并采用红外光谱(IR)、核磁共振氢谱(NMR)、示差扫描量热法(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)、热重分析(TG)和偏光显微镜(PM)等手段对其结构性能进行了较为系统的研究。在对PPDO与PES/PBS进行扩链研究时发现,扩链剂用量是影响扩链反应的重要因素,只有当扩链剂的—NCO基团与预聚物的—OH基团比例适当时,扩链产物才能达到最佳的分子量。扩链时间和扩链温度对扩链反应的程度也有一定的影响。采用红外和核磁对PPDO预聚物、PES/PBS预聚物及扩链产物PPDOES/PPDOBS进行了结构分析,确定了获得的产物为我们的目标产物。采用TG、DSC、WXRD及热台偏光显微镜等测试手段研究了扩链产物的热性能、结晶性能和结晶形态,并对扩链产物进行了热氧化降解实验。结果表明,扩链产物PPDOES的分解分为两个阶段:第一个阶段在240℃附近具有最大分解速率,此时是PPDO链段的分解;第二个阶段在350℃附近出现最大分解速率,此时是PES链段的分解。而扩链产物PPDOBS也分为两个阶段进行分解:PPDO链段的分解在279℃时具有最大分解速率;PBS链段的分解在365℃时出现最大分解速率。且发现扩链产物的热氧化降解速度比PPDO均聚物的有明显下降,扩链产物的热稳定性明显优于PPDO均聚物。DSC结果显示,每个扩链产物只有一个Tg,说明PPDO与PES/PBS链段间具有很好的相容性。由于PES链段的加入,PPDOES在冷却过程中来不及结晶,其结晶现象偏向PES的结晶现象;而PPDOES的Tg和Tm则随预聚物中PES含量的增加而升高。PPDOBS在降温扫描的过程中出现了两个结晶峰,分别为扩链产物中PPDO链段及PBS链段的结晶峰,说明扩链产物中PPDO链段及PBS链段各自形成了自己的结晶区。PPDOBS在升温扫描的过程中未出现任何结晶峰,说明扩链产物在降温过程中就基本完成了结晶。从X射线衍射分析中可以发现,扩链反应并没有改变预聚物各自的晶面指数,PPDO链段与PES/PBS链段之间在形成结晶的过程中各自保留了自身的晶体结构。偏光显微镜照片显示, PPDOES从熔体冷却可形成结构完整的球晶,在偏光显微镜下呈现清晰的Maltese消光十字和明暗相间的同心圆环。PPDOES中由于PES链段与PPDO链段之间的影响,使其晶体的生长速度非常缓慢,且其球晶的生长速度随温度的升高而降低,球晶的直径则随温度的升高而增大。PPDOBS则受PBS链段结晶速度快、晶体细小的影响而很难观察到晶体的形成与生长过程。扩链产物的分子量对球晶的生长速度和所<WP=4>形成的球晶的大小也有明显的影响。在选用的两个不同分子量的扩链产物中,分子量大的结晶慢,形成的晶体小;分子量小的结晶快,形成的晶体大。