SC-CO2中PLLA的合成研究

论文摘要

聚乳酸（PLA）是一种性能很好的生物可降解材料,它已被广泛用作外科用材料和医药用材,并被用于纺织和复合材料领域。在环境污染越来越严重的今天,它越来越受到人们的重视。目前,合成聚乳酸的方法很多,总体来讲主要有乳酸直接聚合法和丙交酯的开环聚合法,即直接法和间接法。无论是直接法还是间接法来合成聚乳酸,都不可避免地要使用大量的有机溶剂。因此,如何在环保条件下合成出高分子量的聚乳酸成为当前人们研究的热点。 在美国和英国已有学者利用超临界二氧化碳工艺来合成聚乳酸,但他们使用的反应釜体积只有不到60毫升（ml）,每次获得的聚合产物只有数克（g）,不能对聚合产物进行较多的性能和结构分析。并且他们合成出的聚乳酸的分子量没有超过4万。 本论文以左旋丙交酯（L-LA）为单体,采用绿色环保的SC-CO2工艺合成聚左旋丙交酯（PLLA）,并将反应釜的体积扩大到500ml,成功地合成出了十几克批量的聚合物。通过红外光谱、核磁共振等现代分析手段对聚合产物的结构分析,发现用SC-CO2能合成出高纯度的PLLA。 为了优化PLLA合成反应的条件,我们系统地探讨了反应时间、单体浓度、CO2的纯度、催化剂等参数对聚合反应的影响。实验表明,反应时间在48小时附近,单体浓度在0.5mol/L左右,单体对催化剂的摩尔比（M0/C0）为500,CO2用干燥器干燥时,能合成出较高分子量的PLLA。 在探索出相关反应条件后,本论文通过添加共溶剂的方法来提高在SC-CO2中合成的PLLA的分子量。通过比较三种不同的共溶剂（丙酮、无水乙醚、六氟异丙醇）对PLLA分子量及热性能的影响,发现丙酮作为共溶剂时,合成出的PLLA的分子量最高,热性能也最好。 最后,本论文进一步研究了丙酮的量对PLLA的分子量的影响,发现丙酮与CO2的摩尔比在1/180附近吋,能合成出重均分子量达69880的PLLA。

论文目录

• 第一章 文献综述
• 1.1 聚乳酸的性质及合成方法
• 1.1.1 聚乳酸的性质
• 1.1.2 聚乳酸的应用
• 2发展及应用概述'>1.2 超临界CO₂发展及应用概述
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 超临界流体的性质
• 1.2.3 超临界流体的主要应用
• 2的性质'>1.2.4 超临界CO₂的性质
• 2进行高分子合成研究的历史回顾'>1.2.5 利用超临界CO₂进行高分子合成研究的历史回顾
• 1.3 本课题提出的目的和意义及论文各章安排
• 1.3.1 本课题提出的目的和意义
• 1.3.2 论文各章的安排
• 参考文献
• 第二章 反应条件的优化
• 2.1 前言
• 2.2 实验
• 2.3 结果与讨论
• 2.4 本章结论
• 参考文献
• 2中合成的PLLA分子量及热性能的影响'>第三章 共溶剂对SC-CO₂中合成的PLLA分子量及热性能的影响
• 3.1 前言
• 3.2 实验
• 3.3 结果与讨论
• 3.4 结论
• 参考文献
• 2中合成的PLLA分子量及其分布的影响'>第四章 丙酮的量对在SC-CO₂中合成的PLLA分子量及其分布的影响
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.3 结果与讨论
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 总结与展望
• 5.1 本论文的主要结论
• 5.2 本论文的创新之处
• 5.3 本课题存在的问题及今后工作的展望