可生物降解梳状PVA-g-PPDO接枝共聚物及其与聚对二氧环己酮的共混物

论文摘要

聚对二氧环己酮（PPDO）是脂肪族聚醚酯的一种,不仅具有优良的生物降解性、生物相容性和生物可吸收性,而且具有出色的柔韧性、抗拉强度和结节强度,可应用于生物医用材料,例如手术缝合线、骨科修复材料等,并在口腔和非肠道给药系统中具有潜在的应用前景。但PPDO也和其它可生物降解脂肪族聚酯一样具有疏水性,削弱了其与柔软生物组织和亲水性生物大分子的相容性,同时也使得其降解行为具有不连续性,限制其在生物医用材料领域更广泛的应用。本论文为了进一步拓展PPDO在生物医用材料领域的应用,采用将PPDO与亲水性高分子接枝共聚的方法来改善PPDO疏水性和降解行为不连续的缺点。这是因为基于脂肪族聚酯的两亲性接枝共聚物具有了独特的梳状分子结构和优良的生物大分子相容性,在生物医用材料领域尤其是药物的控制释放中有着很广泛的应用前景。在亲水性高分子主链的选择上,我们选用了多羟基聚合物聚乙烯醇（PVA）,这是因为PVA不仅具有良好的亲水性和生物相容性,而且是目前唯一一种被证明可以生物降解的碳-碳主链聚合物,同时PVA还具有优异的机械性能。目前关于脂肪族聚酯与PVA的接枝共聚研究还很少。这是因为PVA是一种多羟基聚合物,在内酯或交酯单体的开环聚合中羟基同时起到了引发剂和链转移剂的作用,因此在PVA与内酯或交酯的共聚过程中存在明显的分子内或分子间链转移反应和酯交换反应,难以得到具有可控分子结构的共聚产物。为了解决这一问题,本论文提出了一种新的固相聚合方法,首先将PVA与对二氧环己酮（PDO）单体混合形成熔融均相体系,然后加入催化剂辛酸亚锡与PVA羟基

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 基于可生物降解脂肪族聚酯的两亲性接枝共聚物
• 1.2.1 可生物降解脂肪族聚酯
• 1.2.2 基于可生物降解脂肪族聚酯两亲性接枝共聚物的合成研究
• 1.2.2.1 “Graft from”方法
• 1.2.2.2 “Graft onto”方法
• 1.2.2.3 “Graft through”方法
• 1.2.3 基于可生物降解脂肪族聚酯两亲性接枝共聚物的性能与应用研究
• 1.2.3.1 多聚糖类接枝脂肪族聚酯
• 1.2.3.2 聚乙烯醇接枝脂肪族聚酯
• 1.2.3.3 聚氨基酸类接枝脂肪族聚酯
• 1.2.3.4 水溶性聚丙烯酸酯/丙烯酰胺类接枝脂肪族聚酯
• 1.3 聚对二氧环己酮（PPDO）的研究进展
• 1.3.1 PPDO 合成的研究
• 1.3.2 PPDO 热稳定性的研究
• 1.3.3 PPDO 结晶性能的研究
• 1.3.4 PPDO 降解性能的研究
• 1.3.5 PPDO 共聚的研究
• 1.3.6 PPDO/无机物复合材料的研究
• 1.4 对PVA-g-PPDO 接枝共聚物研究的重要意义
• 第二章 聚乙烯醇-g-聚对二氧环己酮的合成与表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料与试剂
• 2.2.2 PVA-g-PPDO 的共聚
• 2.2.2.1 PVA-g-PPDO 的合成路线
• 2.2.2.2 PVA-g-PPDO 的本体熔融共聚
• 2.2.2.3 PVA-g-PPDO 的固相共聚
• 2.2.2.4 PVA-g-PPDO 的溶液共聚
• 2.2.3 结构表征及性能测试
• 2.2.3.1 红外光谱分析
• 2.2.3.2 核磁共振分析
• 2.2.3.3 特性粘数测定
• 2.3 PVA-g-PPDO 的结构表征
• 2.3.1 PVA-g-PPDO 的红外光谱分析
• 2.3.2 PVA-g-PPDO 的核磁共振分析
• 2.3.3 PVA-g-PPDO 的精细结构分析
• 2.4 共聚反应过程和机理的研究
• 2.4.1 均相熔融聚合
• 2.4.2 固相聚合
• 2.5 聚合条件的研究
• 2.5.1 均相熔融聚合
• 2.5.1.1 反应时间的影响
• 2.5.1.2 聚合温度的影响
• 2.5.1.3 催化剂用量的影响
• 2.5.2 固相聚合
• 2.5.2.1 固相反应时间的影响
• 2.5.2.2 反应温度的影响
• 2.5.2.3 催化剂用量的影响
• 2.5.3 溶液共聚
• 2.5.3.1 反应时间的影响
• 2.5.3.2 溶剂用量的影响
• 2.5.3.3 反应温度的影响
• 2.6 PVA-g-PPDO 的溶液性质
• 2.6.1 PVA-g-PPDO 的溶解性
• 2.6.2 PVA-g-PPDO 特性粘度的测定
• 2.7 小结
• 第三章 聚乙烯醇-g-聚对二氧环己酮结晶性能的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 差示扫描量热分析
• 3.2.2 广角 X-射线衍射分析
• 3.2.3 热台偏光显微镜分析
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 PVA-g-PPDO 热行为和结晶行为研究
• 3.3.2 PVA-g-PPDO 的广角X-射线衍射分析
• 3.3.3 PVA-g-PPDO 的球晶生长及形态
• 3.4 小结
• 第四章 聚乙烯醇-g-聚对二氧环己酮热稳定性的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试样的制备
• 4.2.2 热重分析
• 4.2.3 热降解动力学方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 PVA-g-PPDO 热稳定性分析
• 4.3.2 PVA-g-PPDO 热降解动力学
• 4.3.2.1 Kissinger 方法
• 4.3.2.2 Friedman 方法
• 4.3.2.3 Coats-Redfern 方法
• 4.4 小结
• 第五章 聚乙烯醇-g-聚对二氧环己酮降解性能的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试样的制备
• 5.2.2 体外降解试验
• 5.2.3 差示扫描量热分析
• 5.2.4 扫描电子显微镜分析
• 5.2.5 降解试样的1H-NMR 分析
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 PVA-g-PPDO 试样重量随降解时间的变化
• 5.3.2 PVA-g-PPDO 试样特性粘度随降解时间的变化
• 5.3.3 PVA-g-PPDO 试样平衡载水率随降解时间的变化
• 5.3.4 PVA-g-PPDO 试样在降解过程中结晶度的变化
• 5.3.5 PVA-g-PPDO 试样在降解过程中表面形态的变化
• 5.3.6 PVA-g-PPDO 的水解降解机理分析
• 5.4 小结
• 第六章 聚乙烯醇-g-聚对二氧环己酮/聚对二氧环己酮共混物的力学性能、热性能与结晶性能
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样的制备
• 6.2.2 拉伸性能试验
• 6.2.3 差示扫描量热分析
• 6.2.4 热台偏光显微镜分析
• 6.2.5 广角 X-射线衍射分析
• 6.2.6 热重分析
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样的拉伸性能
• 6.3.2 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样的结晶性能
• 6.3.2.1 共混试样的热行为研究
• 6.3.2.2 共混试样的球晶生长及形态
• 6.3.2.3 共混试样的WAXD分析
• 6.3.3 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样的热稳定性分析
• 6.4 小结
• 第七章 聚乙烯醇-g-聚对二氧环己酮/聚对二氧环己酮共混物流变性能的研究
• 7.1 引言
• 7.2 实验部分
• 7.2.1 试样的制备
• 7.2.2 流变性能分析
• 7.3 结果与讨论
• 7.3.1 PVA-g-PPDO/PPDO 的稳态剪切扫描测试
• 7.3.2 PVA-g-PPDO/PPDO 的动态频率扫描测试
• 7.4 小结
• 第八章 聚乙烯醇-g-聚对二氧环己酮/聚对二氧环己酮共混物降解性能的研究
• 8.1 引言
• 8.2 实验部分
• 8.2.1 试样的制备
• 8.2.2 体外降解试验
• 8.2.3 差示扫描量热分析
• 8.2.4 扫描电子显微镜分析
• 8.3 结果与讨论
• 8.3.1 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样重量随降解时间的变化
• 8.3.2 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样特性粘度随降解时间的变化
• 8.3.3 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样平衡载水率随降解时间的变化
• 8.3.4 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样在降解过程中结晶度的变化
• 8.3.5 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样在降解过程中表面形态的变化
• 8.3.6 PVA-g-PPDO/PPDO 共混试样的水解降解过程分析
• 8.4 小结
• 结束语
• 参考文献
• 在读期间科研成果简介
• 致谢