医用可降解聚酯高分子的合成与表征

论文摘要

本文介绍了合成可生物降解的功能化聚合物的一种新方法,并通过这种方法合成了一系列可降解聚酯共聚物,包括丙交酯-己内酯共聚物和乙丙交酯共聚物,并用红外光谱、核磁共振光谱和差示扫描量热仪对聚酯共聚物的结构、热性能进行表征。结果显示：反应温度为150℃,反应时间为3h,丙交酯与己内酯为3：7,催化剂辛酸亚锡的用量为单体总量的5wt%,共引发剂丁二醇用量为单体的5%合成PCLA-OH的产率最高,通过改变共引发剂丁二醇用量,合成了不同分子量的PCLA-OH;赖氨酸与PCLA-OH的配比为3：1、催化剂DPTS的用量与PCLA-OH等摩尔、脱水剂的用量与赖氨酸等摩尔、室温反应24h,为合成PCLA-Boc的最佳工艺;每克共聚物加入3m1的催化剂三氟乙酸在0℃下反应4h为合成PCLA-NH2了最佳实验方案。通过红外光谱、核磁共振光谱对PCLA的结构表征,显示成功合成了PCLA-O、PCLA-Boc和PCLA-NH2;通过DSC的表征,三种PCLA共聚物的Tg随分子量的增加而增加,而PCLA-NH2的Tg比PCLA-Boc的Tg低,比PCLA-OH的Tg高。此外,通过改变丁二醇用量,合成了不同分子量的PLGA-OH、PLGA-Boc和PLGA-NH2;通过红外光谱、核磁共振光谱对PCLA的表征,验证了PLGA-OH, PLGA-Boc和PLGA-NH2的结构；DSC的图谱显示,PLGA-OH的Tg最小,PLGA-Boc的Tg最大,PLGA-NH2的Tg在两者之间；随着丁二醇用量的增加,PLGA-NH2的分子量逐渐减小,其Tg呈现降低的趋势。本课题成功的合成了可降解的多功能化的聚酯共聚物,为合成具有良好性能的可降解端氨基共聚物提供了一个很好的方法,同时为今后合成可降解聚酯弹性体奠定了一定的基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 可降解生物材料的分类
• 1.2.1 天然可降解高分子材料及其衍生物
• 1.2.2 人工合成可降解高分子材料
• 1.3 可降解聚酯高分子材料的研究进展
• 1.3.1 聚羟基乙酸
• 1.3.2 聚乳酸
• 1.3.3 聚己内酯
• 1.3.4 聚乙丙交酯
• 1.3.5 其他聚酯
• 1.4 本课题的研究目的及意义
• 1.5 本课题的研究内容
• 第2章 主要原料及合成路线的设计
• 2.1 主要原料
• 2.1.1 己内酯
• 2.1.2 丙交酯
• 2.1.3 交酯
• 2.1.4 1,4-丁二醇
• 2.1.5 辛酸亚锡
• 1,N₂-双（叔丁氧羰基）-L-广赖氨酸二环己胺'>2.1.6 N₁,N₂-双（叔丁氧羰基）-L-广赖氨酸二环己胺
• 2.1.7 三氟乙酸
• 2.2 合成路线的设计
• 2.2.1 端羟基聚合物的合成
• 2.2.2 氨基保护基共聚物的合成
• 2.2.3 端氨基共聚物的合成
• 2.3 共聚物的分析表征
• 2.3.1 外吸收光谱测定
• 2.3.2 核磁表征
• 2.3.3 DSC表征
• 2.3.4 熔点测定
• 2.4 本章小结
• 第3章 端羟基丙交酯-己内酯共聚物的合成
• 3.1 仪器设备与主要原料
• 3.1.1 仪器设备
• 3.1.2 实验原料
• 3.2 实验过程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 反应温度对PCLA-OH收率的影响
• 3.3.2 反应时间对PCLA-OH收率的影响
• 3.3.3 多因素正交实验
• 3.3.4 单体配比对PCLA-OH产率的影响
• 3.3.5 催化剂用量对PCLA-OH产率的影响
• 3.3.6 共引发剂用量对PCLA-OH产率的影响
• 3.3.7 PCLA-OH的红外光谱分析
• 3.3.8 PCLA-OH的核磁图谱分析
• 3.3.9 PCLA-OH的热性能
• 3.4 本章小结
• 第4章 氨基保护基丙交酯-己内酯共聚物的合成
• 4.1 仪器设备与实验原料
• 4.1.1 仪器设备
• 4.1.2 实验原料
• 4.2 实验过程
• 4.2.1 4-（二甲氨基）吡啶-4-甲苯磺酸盐的制备
• 1,N₂-双（叔丁氧羰基）-L-赖氨酸的分离'>4.2.2 N₁,N₂-双（叔丁氧羰基）-L-赖氨酸的分离
• 4.2.3 氨基保护基丙交酯-己内酯共聚物的合成
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 反应时间对PCLA-Boc收率的影响
• 4.3.2 多因素正交实验
• 4.3.3 原料配比对PCLA-Boc产率的影响
• 4.3.4 催化剂用量对PCLA-Boc产率的影响
• 4.3.5 脱水剂用量对PCLA-Boc产率的影响
• 4.3.6 不同分子量的PCLA-OH对PCLA-Boc产率的影响
• 4.3.7 PCLA-Boc的红外光谱分析
• 4.3.8 PCLA-OH的核磁图谱分析
• 4.3.9 PCLA-Boc的热性能
• 4.4 本章小结
• 第5章 端氨基丙交酯-己内酯共聚物的合成
• 5.1 仪器设备与实验原料
• 5.1.1 仪器设备
• 5.1.2 实验原料
• 5.2 实验过程
• 5.3 结果与讨论
• 2产率的影响'>5.3.1 催化剂用量对PCLA-NH₂产率的影响
• 2产率的影响'>5.3.2 反应时间对PCLA-NH₂产率的影响
• 2的红外光谱分析'>5.3.3 PCLA-NH₂的红外光谱分析
• 2的核磁图谱分析'>5.3.4 PCLA-NH₂的核磁图谱分析
• 2的热性能'>5.3.5 PCLA-NH₂的热性能
• 5.4 本章小结
• 第6章 不同分子量乙丙交酯共聚物的合成与表征
• 6.1 仪器设备与实验原料
• 6.1.1 仪器设备
• 6.1.2 实验原料
• 6.2 实验过程
• 6.2.1 合成端羟基乙丙交酯共聚物
• 6.2.2 合成氨基保护基乙丙交酯共聚物
• 6.2.3 合成端氨基的乙丙交酯共聚物
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 合成乙丙交酯共聚物
• 6.3.2 乙丙交酯共聚物的红外吸收光谱分析
• 6.3.3 乙丙交酯共聚物的核磁共振光谱分析
• 6.3.4 乙丙交酯共聚物的热性能
• 6.4 本章小结
• 结论
• 附录
• 附录1
• 附录2
• 附录3
• 附录4
• 附录5
• 附录6
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文
• 致谢