可生物降解多嵌段共聚物PLLG/PCG的合成及其热致形状记忆效应

论文摘要

可生物降解形状记忆聚合物（Biodegradable shape memory polymer,BSMP）同时具有生物降解性和形状记忆功能,用于缝合线、支架、骨固定等生物医用材料,可以实现自动打结或固定。使用后可生物降解和吸收,无需拆线或二次手术取出,是一种新型的功能性生物医用材料。本文旨在通过分子设计,合成一种转变温度在体温以上且可调、降解速率可调且有较高力学性能的可生物降解形状记忆聚合物。（1）以辛酸亚锡为催化剂,二元醇为起始剂,进行L-丙交酯/乙交酯（LLA/GA）和ε-己内酯/乙交酯（CL/GA）的活性开环聚合,控制单体配比和单体/起始剂配比,合成了分子量范围在2000～14000、组成范围在100/0～80/20的低分子量、窄分布的端羟基PLLG和PCG结晶性共聚物,以GPC,DSC,NMR,FTIR等手段对其结构进行了表征;考察了分子量、组成对其热转变温度的影响,发现随着分子量的降低和共聚单体单元GA含量的增加,PLLG的玻璃化温度和熔点以及PCG的熔点均降低,得到了PLLG和PCG的熔点与分子量和组成的定量关系式。（2）以端羟基PLLG为硬段、端羟基PCG共聚物为软段,以二异氰酸酯为扩链剂,一锅法合成了PLLG/PCG多嵌段共聚物,表征了多嵌段共聚物的热转变和形状记忆行为。PLLG/PCG多嵌段共聚物具有良好的形状记忆性能,应变固定率达98.7-99.5%,应变回复率达93.1-98.5%,转变温度可在40～60℃范围内可调;环境温度或升温速率对形变回复速率有明显的影响。环境温度温度越高,升温速率越快,形变回复越快。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 文献综述
• 1.2.1 形状记忆聚合物（SMP）
• 1.2.1.1 热致型SMP的形状记忆机理
• 1.2.1.2 SMP的结构特点
• 1.2.1.3 SMP形状记忆效应的表征方法—热机械循环
• 1.2.1.4 几种常见的SMP
• 1.2.2 可生物降解聚合物
• 1.2.2.1 可生物降解聚合物的降解机理、结构特征和影响因素
• 1.2.2.2 常见的可生物降解聚合物
• 1.2.2.3 可生物降解聚合物的应用
• 1.2.3 可生物降解形状记忆聚合物
• 1.2.3.1 可生物降解形状记忆聚合物的结构特征和应用
• 1.2.3.2 可生物降解形状记忆聚合物的研究进展
• 1.3 研究思路、目标及主要内容
• 第二章 端羟基PLLG、PCG结晶性低聚物的合成及热转变
• 2.1 前言
• 2.2 实验步骤
• 2.2.1 实验原材料
• 2.2.2 单体的合成
• 2.2.2.1 乙交酯的合成
• 2.2.2.2 L-丙交酯的合成
• 2.2.3 端羟基PLLG的合成
• 2.2.3.1 实验步骤
• 2.2.3.2 实验方案
• 2.2.4 端羟基PCG的合成
• 2.3 分析测试方法
• 2.3.1 DSC测试
• 2.3.2 红外
• 1H_NMR'>2.3.3¹H_NMR
• 2.3.4 凝胶渗透色谱（GPC）
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 PLLG与PCG的"活性"/可控聚合
• 2.4.2 端羟基PLLG的结构确认
• 2.4.3 端羟基PCG的结构确认
• 2.4.4 端羟基PLLG玻璃化转变、熔融温度与分子量、组成的关系
• 2.4.5 端羟基PCG的熔融温度与分子量、组成的关系
• 2.5 本章小结
• 第三章 PLLG/PCG多嵌段共聚物的合成与形状记忆行为
• 3.1 前言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验步骤
• 3.2.2 分析测试方法
• 3.2.2.1 DSC测试
• 3.2.2.2 凝胶渗透色谱（GPC）
• 3.2.2.3 形状记忆行为表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 PLGA/PCG多嵌段共聚物的合成与表征
• 3.4.2 形状记忆行为
• 3.4.3 形变回复同温度的关系
• 3.4.4 升温速率同形变回复的关系
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢