熔融缩聚合成聚乳酸研究

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本研究以L-乳酸(L-LA)、乙醇酸(GA)为原料,以二水合氯化亚锡为催化剂,采用直接熔融缩聚法合成可生物降解材料PLLA、PLGA,优化了聚乳酸及其共聚物的合成工艺条件。用粘度法、FT-IR、<1>H-NMR、DSC和广角X-射线衍射(WARD)等方法对聚合物PLLA和PLGA的分子量、结构、热性能和结晶性能进行了表征,并讨论了共聚单体添加比例对聚合物的可纺性的影响。结果表明,以二水合氯化亚锡为催化剂,在170℃,小于70Pa的压力下熔融聚合12个小时,可以制备粘均分子量接近24000的PLLA;在175℃,小于70Pa的压力下熔融聚合11个小时,可以制备粘均分子量接近25600的PLGA。 粘度法测定粘均分子量的结果表明,L-LA和GA的投料摩尔比接近时,共聚物的分子量最低,而共聚物中LA的摩尔分数大于80%或者GA的摩尔分数大于70%时,分子量较高。 DSC测试结果表明,除PLLA、PLGA10/90和PGA分别在144℃、188℃和214℃有熔融峰以外,其它投料比的PLGA都无明显的熔融峰。 PLGA的付立叶变换红外光谱图表明,PLGA为LA和GA的共聚物而不是各自的均聚物。比较PLLA和PLGA的付立叶变换红外光谱图,相对于PLLA,PLGA的在2850 cm<-1>~3000 cm<-1>的吸收峰普遍向低波数移动。 从X-ray中可以看出:通过直接熔融缩聚制得的PLLA有结晶结构,但结晶度较低;对于PLGA来说,GA的摩尔含量在10%和80%之间时,共聚物没有明显的结晶峰出现,但当GA含量达到90%时,出现结晶峰。 PLGA的<1>H-NMR的测试结果表明,通过直接熔融聚合得到的PLGA实际组成摩尔比(GA/LA)总是高于它们的投料摩尔比,验证了相对于LA,GA具有较高的反应活性。 对PLGA的可纺性及熔融纺丝工艺进行了探索,结果表明,PLGA30/70(LA/GA)具有较好的可纺性,PLGA纤维具有较好的拉伸性能,断裂强度和初始模量分别达到2.22cN/dtex和76.88 cN/dtex。
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