论文部分内容阅读
脂肪族聚酯由于具有生物降解性、生物相容性及降解产物对环境无污染等特点，引起了人们极大的兴趣。聚(ε-已内酯)(PCL)和聚乳酸(PLA)是两种最重要的化学合成的生物降解高分子，它们在生物医用、药物缓释和环保等方面具有重要的应用前景。而实际应用的多样性和复杂性要求我们通过改变化学结构与聚集态结构等各种化学与物理的方法对脂肪族聚酯进行改性，以更好地满足实际应用的要求并拓展其应用范围。大量研究表明，与线型聚合物相比，多臂星状聚合物在结晶、热稳定性、生物降解和力学性能等方面具有独特的优点。因此可以合成具有星状多臂结构的生物降解高分子，通过调控其多臂结构从而在更大范围内调控聚合物的性质。同时，以星状多臂结构的聚合物为添加剂与线型聚合物进行共混，可以进一步简单方便地调控线型聚合物的性质，以适应不同应用领域的要求。
本论文合成了多臂结构精确可调的生物降解高分子，系统研究了多臂结构对高分子材料的结晶、酶促降解、热降解和力学性能的影响，并探讨了多臂聚合物对线性聚合物结晶和力学性质的影响。具体研究内容如下：
采用无毒的多元糖醇为引发剂，通过选择具有不同羟基数的多元醇为引发剂、同时调控单体与引发剂的摩尔比，合成了一系列结构规整、具有不同臂数(臂数从1到5)和臂长(臂长用每个臂的分子量来表示)的星状多臂聚(ε-已内酯)。系统研究了臂数、臂长和分子量对PCL结晶性能(包括晶体结构、结晶度、结晶形貌和结晶动力学)的影响。采用酶促降解实验方法研究了熔融结晶的多臂PCL薄膜的降解行为，系统研究了多臂结构(臂数和臂长)对PCL薄膜生物降解速率的影响，结果发现多臂PCL的降解速率不仅依赖于结晶度，还依赖于多臂结构。对多臂PCL的热降解实验表明，多臂PCL的分子量以及多臂结构对PCL的热稳定性具有很大的影响。根据降解产物的分析与表征，提出了多臂PCL的两种热降解机理。
采用多元糖醇和侧链多羟基的聚(环氧乙烷-co-环氧丙醇)(PEO-co-PGL)无规共聚物为引发剂，合成了一系列臂数和臂长不同的星形和梳形的右旋多臂聚乳酸。用溶液浇膜的方法将少量多臂右旋聚乳酸与线性左旋聚乳酸进行共混，在一定条件下共混物中的具有光学活性的线性左旋聚乳酸和多臂右旋聚乳酸复合形成立构复合晶(steorcomplex)。采用不同高分子物理表征手段系统研究了多臂右旋聚乳酸的臂数和臂长对立构复合晶的形成以及对线性PLLA结晶性能的影响，并进一步研究了右旋聚乳酸的多臂结构(臂长和臂数)对PLLA薄膜拉伸性能的影响，研究结果为改善聚乳酸的力学性能提供了一种重要的方法。