聚乳酸及其共聚物的合成与工艺研究

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本研究以L-乳酸(L-LA)、乙醇酸(GA)和D,L-乳酸(D,L-LA)为原料,采用直接熔融缩聚法合成可生物降解材料PLLA,PLGA,和PDLLA。优化了聚乳酸及其共聚物的合成工艺条件,并对PLLA和PLGA的分子量、溶解性、热性能、可纺性等进行了研究,研究了共聚单体添加比例对产物的热性能和结晶性的影响;用粘度法、GPC、FT-IR、DSC和广角X-射线衍射(WARD)等方法对聚合物的相关结构与性能进行了表征。结果表明,以二水合氯化亚锡为催化剂,在175℃,80Pa的压力下熔融聚合10小时,可以制备重均分子量大于40000的PDLLA和大于29600的PLGA(90/10); GPC测试结果表明,反应温度升高或反应时间过长,PDLLA的分子量分布变宽;由LA和GA熔融共聚生成的产物为共聚物,不是各自的均聚物。另外,随着GA含量增加,PLGA的Mw逐渐降低,粘度法测定的Mη也如此; DSC测试结果表明,PDLLA无熔点,只有玻璃化转变温度;PLLA属部分结晶结构,可测得熔点和玻璃化转变温度;在PLGA中,随着GA含量增加其玻璃化转变温度下降,但随着GA含量增加到90﹪(摩尔份数)时,其熔点反而开始上升; 比较PLLA,PDLLA和PLGA的付立叶变换红外光谱图,PLGA的红外光谱与PLLA和PDLLA十分类似,在2882cm-1-2996cm-1范围内都是甲基和亚甲基的特征峰,相对于PLLA,PLGA的在2882cm-1-2996cm-1的波数普遍向低波数移动; 从X-ray中可以看出:PLLA有明显的结晶峰,PDLLA属无定型结构,这与DSC中没有发现它的熔融峰的结论是一致的;PLGA系列有结晶峰,但结晶不完善。 对30/70(LA/GA摩尔比)的PLGA的可纺性及熔融纺丝工艺进行了探讨,结果表明,切片干燥温度为60℃,纺丝温度为185℃,PLGA的可纺性较好,于65℃拉伸后所得纤维的断裂强度和初始模量分别达到2.22cN/dtex和76.88cN/dtex,目前未见文献报道。
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