嵌段共聚物課件

聚乳酸及其共聚物的制備與性能研究報告人：鄧林導(dǎo)師：孫永利聚乳酸及其共聚物的制備與性能研究報告人：鄧林Index課題背景及意義國內(nèi)外研究現(xiàn)狀課題思路進度與安排Index課題背景及意義國內(nèi)外研究現(xiàn)狀課題思路進度與安排1課題背景及意義1課題背景及意義課題背景及意義-聚乳酸隨著高分子材料在人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用增多，人們面臨著環(huán)境污染和資源短缺等環(huán)境問題，可降解材料備受關(guān)注。聚乳酸PLA(polylactide)是一種以可再生的植物資源甚至廢紙，秸稈等為原料制備的生物降解高分子。合成聚乳酸的單體乳酸LA，又叫2-羥基丙酸，分子中含有一個手性碳原子，存在兩種光學(xué)異構(gòu)體：左旋L乳酸和右旋D乳酸，結(jié)構(gòu)如圖：課題背景及意義-聚乳酸隨著高分子材料在人們?nèi)粘Ｉn題背景及意義-聚乳酸聚乳酸具有較好的化學(xué)惰性、易加工性，在包裝材料，紡織，生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，特別是生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，由于其良好的降解性和生物相容性一直是研究熱點。例如手術(shù)縫合線，組織工程，藥物控釋以及骨折固定。近年來，聚乳酸的研究主要集中在合成方法、力學(xué)性能、降解性、阻隔性、共混和共聚改性。課題背景及意義-聚乳酸聚乳酸具有較好的化學(xué)惰性、課題背景及意義-形狀記憶效應(yīng)同時，從應(yīng)用角度考慮，材料的多功能性越來越引起研究者重視。形狀記憶性是指材料在一次成型加工中形成某種固定形態(tài)，在熱、光、磁性、化學(xué)條件下發(fā)生變形二次成型，當(dāng)需要時再次對其施加一定手段，恢復(fù)至初始形狀。課題背景及意義-形狀記憶效應(yīng)同時，從應(yīng)用角度考慮，材料的多功課題背景及意義-形狀記憶效應(yīng)20世紀(jì)80年代起，國際上開始了對形狀記憶聚合物SMP(shape-memorypolymer)的研究，屬于新型功能高分子材料范疇。形狀記憶效應(yīng)廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如牙科、骨科等，但目前應(yīng)用較多的TiNi合金不可降解，在體內(nèi)長期存在有安全隱患。故開發(fā)可降解的形狀記憶聚合物成為研究熱點。課題背景及意義-形狀記憶效應(yīng)20世紀(jì)80年代起，國際上開始了嵌段共聚物是指由兩個或者兩個以上性質(zhì)不同的聚合物鏈段連在一起制備而成的一種特殊聚合物，這種聚合物每一個相同的序列被稱為一個嵌段。例如：兩嵌段AB型，三嵌段兩組分ABA型和三嵌段三組分ABC型。不同嵌段結(jié)構(gòu)的聚合物性質(zhì)有差異。課題背景及意義-嵌段共聚物嵌段共聚物是指由兩個或者兩個以上性質(zhì)不同的聚合物鏈段連在一起嵌段共聚物是指由兩個或者兩個以上性質(zhì)不同的聚合物鏈段連在一起制備而成的一種特殊聚合物，這種聚合物每一個相同的序列被稱為一個嵌段。例如：兩嵌段AB型，三嵌段兩組分ABA型和三嵌段三組分ABC型。不同嵌段結(jié)構(gòu)的聚合物性質(zhì)有差異。嵌段聚合是調(diào)控形狀記憶效應(yīng)的重要手段，同時通過嵌段聚合的方式將PLA與另一聚合物（本課題選用聚己內(nèi)酯PCL）共聚，把二者特點結(jié)合起來，各項性能可在大范圍內(nèi)通過對序列長度和順序、結(jié)晶溫度、組分含量等的調(diào)節(jié)而達成。例如：PCL的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-60°C，而PLA在58°C左右，組成改變可以大范圍調(diào)節(jié)熱性能。課題背景及意義-嵌段共聚物嵌段共聚物是指由兩個或者兩個以上性質(zhì)不同的聚合物鏈段連在一起基于以上討論，本課題旨在合成具有不同嵌段結(jié)構(gòu)和分子量的可降解PLA/PCL共聚物，并考察其各方面性能。該材料可應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，制作組織工程支架，手術(shù)縫合線，水凝膠等。課題背景及意義課題背景及意義2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀PLA與PCL共聚物的合成具有形狀記憶效應(yīng)的嵌段聚合物國內(nèi)外研究現(xiàn)狀PLA與PCL共聚物的合成具有形狀記憶效應(yīng)的嵌國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-共聚物的合成丙交酯LA與己內(nèi)酯ε-CL單體在催化劑作用下開環(huán)聚合成PLA與PCL的無規(guī)共聚物。聚氨酯型，首先合成無規(guī)PCLA共聚物或PLA，PCL均聚物，然后通過擴鏈劑合成聚氨酯PU。醇類與一種單體形成端羥基預(yù)聚物，以此為引發(fā)劑在催化劑作用下引發(fā)另一種單體開環(huán)聚合形成嵌段聚合物。根據(jù)醇種類不同，可以形成AB型，ABA型，星形等嵌段共聚物。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-共聚物的合成丙交酯LA與己內(nèi)酯ε-CL單體在國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-共聚物的合成Ming-HsiHuang

3區(qū)Synthesisandcharacterizationofblockcopolymersofepsilon-caprolactoneandDL-lactideinitiatedbyethyleneglycolorpoly(ethyleneglycol)合成了無規(guī)PCLA共聚物，以及按下圖合成了PCL-PLLA兩嵌段聚合物，詳細分析了嵌段聚合物的結(jié)晶行為。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-共聚物的合成Ming-HsiHuang國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-共聚物的合成YahiaLemmouchi2區(qū)Novelsynthesisofbiodegradablelinearandstarblockcopolymersbasedonepsilon-caprolactoneandlactidesusingpotassium-basedcatalystPCL-2OH和星形PCL-3OH為大分子引發(fā)劑，在鉀系催化劑K[N(SiMe3)2]常溫與LLA開環(huán)聚合合成PLLA-PCL-PLLA三嵌段及星形PCL-PLLA嵌段聚合物，探討了K[N(SiMe3)2]這種催化劑的無毒性和常溫即可催化開環(huán)聚合的優(yōu)秀特性。復(fù)旦大學(xué)趙振賢碩士學(xué)位論文《聚乳酸—聚己內(nèi)酯嵌段共聚物的合成、表征和酶降解》以乳酸鋅為催化劑，異丙醇，乙二醇，季戊四醇為引發(fā)劑，合成了PCL-PLLA兩嵌段，PCL-PLLA-PCL三嵌段，PLLA-PCL-PLLA三嵌段，星形嵌段聚合物。并對降解過程熱性質(zhì)和結(jié)晶行為的變化進行了深入探究。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-共聚物的合成YahiaLemmouchi西南交通大學(xué)XiongjunYu2區(qū)Ashapememorystentofpoly(epsilon-caprolactone-co-DL-lactide)copolymerforpotentialtreatmentofesophagealstenosis使用SnOct2為催化劑，使用DLLA，ε-CL為單體開環(huán)聚合得到PCLA無規(guī)共聚物，考察了共聚物的熱性能，力學(xué)性能，形狀記憶性和體外降解性。使用該共聚物制作食道支架，以狗為目標(biāo)進行了動物實驗，形狀記憶效果良好。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-形狀記憶效應(yīng)國際上對PLA和PCL的共聚物的研究主要集中在合成，新型催化劑上，對形狀記憶性研究相對較少；研究形狀記憶性的PLA/PCL共聚物多為聚氨酯型。西南交通大學(xué)XiongjunYu2區(qū)國內(nèi)外研

哈爾濱工業(yè)大學(xué)魯璽麗博士學(xué)位論文《可生物降解形狀記憶聚L乳酸及其共聚物的結(jié)構(gòu)與性能》1篇2區(qū)，兩篇4區(qū)合成了以下幾種聚合物：1.以辛酸亞錫SnOct2為催化劑，乳酸為單體合成丙交酯LLA。2.不同聚合條件下丙交酯開環(huán)聚合生成的PLLA。3.LLA，ε-CL為單體，SnOct2為催化劑，合成不同單體比例的PCLA無規(guī)共聚物。4.乙二醇與ε-CL合成端羥基聚己內(nèi)酯預(yù)聚物，以此預(yù)聚物引發(fā)LLA開環(huán)聚合兩步法合成ABA型嵌段共聚物。研究了以下幾方面內(nèi)容：幾種聚合物中不同分子量的聚合物的微觀結(jié)構(gòu)，力學(xué)性能，形狀記憶性，降解性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-形狀記憶效應(yīng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)魯璽麗博士學(xué)位論文國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-形狀

哈爾濱工業(yè)大學(xué)魯璽麗博士學(xué)位論文《可生物降解形狀記憶聚L乳酸及其共聚物的結(jié)構(gòu)與性能》得到重要結(jié)論如下：1.PLLA中結(jié)晶相為固定相，無定型相為可逆相，隨分子量增加，形變溫度降低，形狀回復(fù)率升高。PLLA強度最大，適于制作骨折內(nèi)固定材料。2.PCLA無規(guī)共聚物中，PLLA結(jié)晶相為固定相，PCLA無定型相為可逆相，隨ε-CL增加，形狀恢復(fù)率增大，形狀保持率減小。同組成的隨分子量增大形狀記憶效應(yīng)效果越好。無規(guī)PCLA降解速率最快，適于作手術(shù)縫合線。3.PLLA結(jié)晶相為固定相，PCL及PLLA無定型相為可逆相。PLLA-PCL-PLLA形狀記憶性優(yōu)異，且有最大的可調(diào)性。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-形狀記憶效應(yīng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)魯璽麗博士學(xué)位論文國內(nèi)外研究現(xiàn)狀-形狀3課題思路3課題思路課題思路實驗思路表征及分析方法課題難點課題思路實驗思路表征及分析方法課題難點實驗思路以ZnO為催化劑，L乳酸為單體，合成L-丙交酯LLA，并用乙酸乙酯重結(jié)晶提純。以ZnO為催化劑，乙二醇為引發(fā)劑，以LLA和ε-CL為單體合成PLLA-r-PCL無規(guī)共聚物。實驗思路以ZnO為催化劑，L乳酸為單體，合成L-丙交酯LLA實驗思路以ZnO為催化劑，異丙醇和乙二醇為引發(fā)劑，與ε-CL聚合為端羥基PCL-OH和PCL-2OH，并以此為大分子引發(fā)劑，引發(fā)LLA合成PLLA-b-PCL兩嵌段共聚物和PLLA-PCL-PLLA三嵌段聚合物。對產(chǎn)物進行表征和測試。PLLA-PCL-PLLA實驗思路以ZnO為催化劑，異丙醇和乙二醇為引發(fā)劑，與ε-CL4進度與安排4進度與安排進度與安排

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