PHB聚氨酯嵌段共聚物的合成研究

论文摘要

本课题分别采用六亚甲基二异氰酸酯（1,6-hexamethylene diisocyanate,HDI）和甲苯二异氰酸酯（toluene diisocyanate,TDI）作为连接剂,以不同摩尔比例的两端羟基聚羟基丁酸酯（PHB-diols）和两端羟基聚己内酯（PCL-diols）为片段,在不同反应条件下合成不同系列的聚（酯-氨酯）。我们分别借助核磁共振波谱仪（NMR）、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）、凝胶渗透色谱仪（GPC）、示差扫描量热仪（DSC）、热失重分析仪（TGA）、X-射线衍射仪（XRD）、接触角测量仪、扫描电镜（SEM）和电子万能试验机对合成的嵌段聚合物聚（酯-氨酯）的性能进行研究。XRD谱图和DSC曲线共同证明了PHB段和PCL段互相限制彼此的结晶,而且PCL段还对PHB段的冷结晶峰造成影响。血小板黏附的SEM照片说明了材料血液相容性一定程度上与材料的亲水性和材料分子链的灵活程度有关。细胞培养的SEM照片证明了材料的细胞相容性与材料本身的细胞毒性及材料膜表面的形态有关。水解实验结果论述了该合成聚（酯-氨酯）的水解是由其化学式中的酯键或氨酯键断裂引起的,并且水解的程度与共聚物结晶程度有关,而材料的结晶程度又与该材料的分子链化学结构、柔软程度有关。万能试验机的结果证明了嵌段共聚物有着比PHB高的断裂伸长率。此外,我们的研究还说明了该嵌段共聚物具有一定的形状记忆性能。这种具有一定血液相容性和水解性的材料将来有可能作为植入血液接触材料用于生物医学方面。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 论文中重要缩略词表
• 第一章 绪论
• 1.1 高分子材料发展历程
• 1.2 可降解高分子材料
• 1.2.1 可降解高分子材料出现的意义
• 1.2.2 可降解高分子材料定义及其分类
• 1.2.3 可降解高分子材料的发展现状
• 1.3 聚羟基脂肪酸酯（PHA）概述
• 1.3.1 PHA简介
• 1.3.2 PHA的发展历程
• 1.3.3 PHA的主要品种及其性能
• 1.3.4 对PHB的改性
• 1.4 聚己内酯（PCL）概述
• 1.4.1 PCL的结构与性能
• 1.4.2 PCL的研究历史
• 1.4.3 PCL的应用
• 1.5 本课题研究的目的及意义
• 第二章 材料与实验方法
• 2.1 主要实验原料、试剂和仪器
• 2.1.1 主要实验原料和试剂
• 2.1.2 主要实验仪器
• 2.2 材料制备实验方法
• 2.2.1 主要实验原料和试剂的纯化
• 2.2.2 嵌段聚合物的合成
• 2.2.3 聚合物膜的制备
• 2.3 材料性能检测方法
• 2.3.1 对材料合成的定性表征
• 2.3.2 材料分子量的表征
• 2.3.3 材料热学性能的测试
• 2.3.4 X-射线衍射扫描仪（XRD）
• 2.3.5 水接触角测量
• 2.3.6 扫描电镜
• 2.3.7 力学性能测试
• 2.3.8 血小板黏附实验
• 2.3.9 细胞培养实验
• 2.3.10 水解实验
• 2.3.11 形状记忆性能测试
• 第三章 实验结果及讨论
• 3.1 对合成材料定性表征
• 3.1.1 氢原子核磁共振波谱（H NMR谱）表征
• 3.1.2 傅立叶变换红外光谱（FTIR光谱）表征
• 3.2 反应条件对分子量的影响
• 3.3 聚（酯-氨酯）的组成
• 3.4 材料热学性质及结晶度
• 3.4.1 热分解性能
• 3.4.2 玻璃化转变
• 3.4.3 熔融温度和结晶度
• 3.5 血液相容性
• 3.6 细胞相容性
• 3.7 水解性能
• 3.7.1 质量和分子量变化
• 3.7.2 聚（酯-氨酯）的1H NMR谱图变化
• 3.7.3 聚（酯-氨酯）的TGA曲线变化
• 3.8 力学性能
• 3.9 形状记忆性能
• 第四章 结束语
• 参考文献
• 个人简历及发表论文
• 致谢