乙醇酸/已内酯共聚物的合成、表征及应用

【摘要】生物可降解高分子材料是一种生物体内酶或者是微生物的作用下完全分解为二氧化碳(CO2)和水(H2O)等小分子的新型材料。在医用缝合线、骨折内固定、组织修复、药物缓释等方面具有广泛的应用。本论文研究了一种生物可降解高分子材料——乙醇酸／己内酯共聚物的合成、表征和应用。本文先研究了乙醇酸和己内酯的共聚条件,在一定的聚合温度和催化剂的条件下,我们探讨了所得到的配比不同的共聚产物的柔韧性、熔点、结晶性、特性粘度等参数。进而通过工艺优化得到了最佳共聚比例,并对该共聚产物进行了熔体直接纺丝,测试了纤维的单丝强度、结晶性、取向。最后对聚合物进行了静电纺丝的研究,测试了其在模拟生物体液下的降解性能。论文主要内容如下：1.第一步的聚合工艺,以共聚产物的特性粘度为判据,对诱导出水时间、总的出水时间、开始出水温度、酯化结束温度、真空度、缩聚温度、高真空时间等一系列的参数进行探讨,确立了乙醇酸的共聚物的最佳工艺路线,并对产物进行了结构性能表征。差示扫描量热(DSC)的测试结果表明随着单体己内酯含量的增加,共聚物的熔点和冷结晶的能力依次降低。热重分析的测试结果表明共聚物分解温度相对于纯的PGA稍有提高。核磁测试表明共聚物的大分子链结构上各个结构单元的比例符合聚合时的投料配比。2.着重讨论了单体配比和聚合时的高真空时间的长短对产物分子量的影响。由结果我们发现在己内酯(CL)的摩尔含量为7mo1%左右时容易获得高相对分子质量的产物；高真空的时间越长,共聚物的特性粘度也越大,但是超过7.5小时聚合物将开始产生降解。3.己内酯含量为7mo1%的共聚物,特性粘度高,强度和韧性综合性能最佳,因此对这种共聚产物进行了熔体直接纺丝。所得到的纤维单丝平均强度为0.75cN/dtex,基本满足手术缝合线的需求。通过X射线衍射(XRD)的测试,分析了纤维的结晶性能和取向性,发现结晶主要由乙醇酸链段提供,但晶区取向度较小。细胞毒性的测试结果表明该种材料几乎没有毒性。4.最后进行了共聚物的静电纺丝,探讨了纺丝条件对纤维形态的影响。对静电纺丝得到的毡进行了拉伸测试,其表观强度约为4.13MPa且具有相对较好的韧性。而模拟体液降解性测试表明了在生物体内共聚物有很好的降解性。
【作者】吴鹏；
【导师】杨胜林；
【作者基本信息】东华大学，材料工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】乙醇酸；己内酯；共聚；纺丝；结构性能；

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