聚己内酯在聚己内酯/苯乙烯丙烯腈共聚物共混体系中的受限结晶

通过示差扫描量热 (DSC)、广角X 射线衍射 (WAXD)和小角X 射线散射 (SAXS)在不同尺度范围研究了聚己内酯 (PCL) 苯乙烯 丙烯腈共聚物 (SAN)共混体系中PCL的结晶行为 .由于该体系中SAN的玻璃化温度高于PCL的熔点 ,从而导致了PCL的结晶行为是一种受限结晶 .研究结果表明PCL的结晶行为从宏观 (DSC结果 )、介观 (SAXS结果 )到微观 (WAXD结果 )都受到了高玻璃化温度SAN的限制 .     

聚己内酯-环糊精包合物对聚己内酯结晶行为的影响

采用溶液共混的方法制备了α-环糊精(α-CD)和聚己内酯(PCL)的包合物PCLIC,用X射线衍射和红外光谱对其结构进行了表征,并研究了α-CD、β-CD和PCLC对PCL结晶行为的影响,结果表明线性PCL穿入α-环糊精分子内腔形成了隧道状晶体结构,而且PCLIC对PCL具有明显的异相成核作用,其成核效率比α-CD和β-CD高.     

聚己内酯和聚氧化乙烯共混体系中的两类片晶相间堆砌

对聚(ε-己内酯)(PCL)/聚氧化乙烯(PEO)共混物的相差显微镜、广角X-射线衍射(WAXD)、小角X-射线散射(SAXS)及示差扫描量热计(DSC)等的研究表明,只有当共混物中PCL(或PEO)的含量低于20％时,两组份是相容的.当PCL含量低于20％时,在共混物中形成了PEO片晶和PCL片晶相间堆砌的结晶形态,当PEO含量不超过20％时,PEO则完全以非晶形式混入PCL的非晶区,同时阻碍了PCL的结晶.可见在结晶过程中,相容的两组份对共混体系形态结构的影响却不尽相同.     

聚乳酸/聚己内酯/聚(ε-己内酯-L-丙交酯)共聚物三元共混体系的结构与性能

通过开环共聚合,合成了3种不同单元比例的ε-己内酯(ε-CL)与L-丙交酯(L-LA)的共聚物P(CLco-LA)。通过熔融共混制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)/P(CL-co-LA)三元共混材料,研究了P(CL-coLA)对共混材料微观形貌、热性能以及力学性能的影响。结果表明,共聚物P(CL-co-LA)作为PLA/PCL不相容体系的界面增容剂,减小了PCL分散相的尺寸,改善了PLA/PCL共混体系的相容性,提高了共混材料的韧性。固定m(PLA)∶m(PCL)∶m(P(CL-co-LA))=80∶20∶10时,以P(CL49/LA51)(其中数字代表摩尔分数(%))作为界面增容剂效果最佳,共混材料的断裂伸长率可达到(210±30)%。     

聚乳酸/聚己内酯/聚(ε-己内酯-L-丙交酯)共聚物三元共混体系的结构与性能

通过开环共聚合,合成了3种不同单元比例的ε-己内酯(ε-CL)与L-丙交酯(L-LA)的共聚物P(CL-co-LA)。通过熔融共混制备了聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)/P(CL-co-LA)三元共混材料,研究了P(CL-co-LA)对共混材料微观形貌、热性能以及力学性能的影响。 结果表明,共聚物P(CL-co-LA)作为PLA/PCL不相容体系的界面增容剂,减小了PCL分散相的尺寸,改善了PLA/PCL共混体系的相容性,提高了共混材料的韧性。 固定m(PLA):m(PCL):m(P(CL-co-LA))=80:20:10时,以P(CL49/LA51)(其中数字代表摩尔分数(%))作为界面增容剂效果最佳,共混材料的断裂伸长率可达到(210±30)%。     

非晶高聚物对聚(ε-己内酯)在其与苯乙烯-丙烯腈共聚物相容共混物中球晶生长速率的影响

本文研究了聚(ε-己内酯)(PCL)在其与苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)的相容共混物中球晶生长速率与共混组成和结晶温度的关系.发现聚己内酯的球晶生长速率随着SAN的含量增加而下降.由于PCL与SAN是相容共混物,因此在用二次成核动力学方程描述PCL球晶生长速率时,我们引进了相互作用参数X.结果由共混体系的结晶动力学方程计算到的X值与由平衡熔点下降方法计算到的X_(23)值是相同的;而PCL晶体的折叠表面自由能则随着SAN含量的增加而下降.这些结果说明非晶高聚物SAN有碍于PCL球晶的生长.     

聚(ε-己内酯)/苯乙烯-丙烯腈共聚物共混物的形态研究

本文研究了聚(ε-己内酯)(PCI/苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)共混物的形态。采用差示扫描量热计(DSC)测量了PCL/SAN共混物中的PCL结晶度随着SAN含量的增加而下降;当SAN浓度达到60wt％。以上时,PCI的结晶度趋于零。通过偏光显微镜可以观察到在含高浓度PCI的共混物中,PCL是以球晶形式存在的。样品是由PCL球晶充满的,但是随着SAN含量的增加,PCL球晶半径减小,球晶结构逐渐变得不规整,而X-射线衍射测试了不同组成的PCL/SAN共混物中PCL的晶胞参数没有改变,说明SAN没有进入到PCL的晶胞内。以小角X-射线散射结果发现PCI片晶之间的距离随着SAN含量的增加而增大。以上说明SAN分子与没有结晶的PCL形成无定形相夹在PCL的片晶之间。     

聚己内酯的等温与非等温结晶动力学研究

采用示差扫描量热(DSC)与同步辐射小角X射线散射(SR-SAXS)技术分别研究了聚己内酯(PCL)的等温与非等温结晶动力学及等温结晶过程中PCL片层结构的变化. 在等温结晶过程中, Avrami指数n≈3, 表明PCL以异相成核的三维球晶方式生长. 同时计算了折叠链表面自由能等结晶动力学参数. 在非等温结晶的过程中, Avrami指数n≈4, 表明PCL以均相成核的三维球晶方式生长. 同步辐射小角X射线散射数据分析表明, 在等温结晶过程中, 长周期与非晶层的平均厚度随着结晶时间的增加会经历先减小后几乎不变的过程, 而结晶层的平均厚度不随结晶时间变化而变化. 同时随着结晶温度的升高, 长周期、结晶层厚度与非晶层厚度等片层结构参数均增加.     

非晶高聚物对聚(ε-己内酯)在其与苯乙烯-丙烯腈共聚物相容共混物中球晶生长速率的影响

 本文研究了聚(ε-己内酯)(PCL)在其与苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)的相容共混物中球晶生长速率与共混组成和结晶温度的关系.发现聚己内酯的球晶生长速率随着SAN的含量增加而下降.由于PCL与SAN是相容共混物,因此在用二次成核动力学方程描述PCL球晶生长速率时,我们引进了相互作用参数X.结果由共混体系的结晶动力学方程计算到的X值与由平衡熔点下降方法计算到的X₂₃值是相同的;而PCL晶体的折叠表面自由能则随着SAN含量的增加而下降.这些结果说明非晶高聚物SAN有碍于PCL球晶的生长.     

电子束辐照法制备交联共混物聚(ε-己内酯)/苯乙烯-丙烯腈共聚物的结晶动力学研究

将线形聚(ε-己内酯)(PCL)、苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)和三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)熔融共混,通过电子束辐照法制备了3组凝胶含量不同的交联PCL和PCL/SAN共混物样品.采用相差显微镜(PCOM)观察发现PCL与SAN具有良好的相容性.利用示差扫描量热法(DSC)和偏光显微镜(POM)研究了交联PCL和PCL/SAN共混物的等温结晶动力学和非等温结晶行为.结果表明,当体系交联程度相近时,交联聚己内酯的结晶动力学随SAN含量的增加而明显减慢.在SAN含量相同时,交联聚己内酯的结晶速率随交联程度增大而减小.对分离提取的线形和交联组分进行结晶动力学的研究则表明SAN引入对PCL的结晶速率起到了关键性的抑制作用.     

聚己内酯在药物载体方面的研究进展

聚己内酯(poly-ε-caprolactone,PCL)是一种人工合成的聚酯类高分子材料,对人体无毒,具有良好的生物相容性、生物可降解性和无免疫原性。PCL还对其它聚合物具有良好的相容性,可以制备出多种性能优良的共聚物或共混物,因此PCL及其共聚物、共混物作为药物载体的研究受到国内外研究者的高度重视。此外,PCL因其在人体中的降解过程十分缓慢可作为药物控释材料,目前已经获得美国FDA的批准。本文将从聚己内酯的合成与改性及其各剂型在药物载体方面的研究进展进行综述。     

聚己内酯/聚酯丙烯酸酯共混物的辐射交联及其形状记忆行为

研究了聚酯丙烯酸酯 (PEA)类多官能团物质与聚己内酯 (PCL)共混物的辐射交联效应 .分别考察了多官能团PEA的用量、官能团数目、辐射交联剂量等因素对聚己内酯的辐射交联规律、动态力学性能、形状记忆行为等性能的影响 .结果表明 ,PCL PEA共混物的辐射交联规律不再遵从Charlesby Pinner关系式 ,而是符合陈欣方 刘克静 唐敖庆关系式 .多官能团PEA的加入可以显著提高PCL辐射交联的效率 ;相同剂量时 ,官能团数目越多、用量越大的样品 ,生成的凝胶含量越多 ,强化辐射交联效应越大 .DMA分析表明 ,PCL强化辐照交联后的弹性模量和耐热性能显著提高 .强化交联PCL在其熔点以上都呈现出高弹态平台 ,可以实现形状记忆 .且交联度较高 ,形状记忆恢复速率较快 .     

聚(ε-己内酯)/苯乙烯-丙烯腈共聚物共混物相容性的研究

本文采用DSC、IR方法研究了聚ε-己内酯PCL苯乙烯-丙烯腈共聚物SAN共混物的相容性。观察到共混物只表现出单一的玻璃化转变温度。而且随着含量的增加,半结晶高聚物的熔点下降,利用Flory-Huggins方程计算出共混体系的相互作用参数x_(23)计算结果表明该体系是热力学相容的。红外光谱的研究表明两种高聚物的这种相容性,是由于PCL中的羰基和SAN中的α-氢的氢键相互作用引起的。     

聚ε-己内酯/聚氯乙烯球晶表面的XPS研究

聚合物薄膜在微电子领域中的应用日益增加.聚ε-己内酯/聚氯乙烯（PCL/PVC）是研究得最广泛的聚合物共混薄膜之一.PCL与PVC以一定比例混合时,可以形成环带球晶；同时,体系分为结晶PCL相及PCL/PVC非晶混溶相.用XPS和成象XPS分析技术,对PCL/PVC膜的表面化学组成和元素分布情况进行了研究.观察到PCL在薄膜表面富集.此外,成象XPS表明,PVC在球晶边界处富集,且球晶边界宽度约15 μm.     

左旋聚乳酸/聚(ε-己内酯)共混物在取向聚乙烯基底上的附生结晶行为

利用电子显微镜结合电子衍射研究了左旋聚乳酸/聚(ε-己内酯)(PLLA/PCL)共混物在取向聚乙烯(PE)基底上的结晶行为.纯PLLA在取向PE基底上能够附生结晶,主要形成分子链相互垂直的片晶结构.PCL在PE基质上也能发生附生结晶,导致两者分子链平行.PLLA/PCL共混物在取向PE基底上结晶的形态结构依赖于共混组成.在PLLA含量大于95 wt%时,PCL不影响PLLA与PE的附生结晶行为.当PCL含量增加至10 wt%时,PLLA在PE上的附生结晶行为受到了一定程度的影响.当PCL含量超过40 wt%时,PLLA在PE上的附生结晶被抑制,取而代之是PCL在PE取向基质上附生结晶,产生两者分子链平行的取向片晶.另外,在PLLA含量在50 wt%~30 wt%之间时,体系产生明显的微相分离,微相分离并不影响PCL与PE的附生结晶,在PCL的富集区仍然发生平行链附生结晶,而PLLA的富集区结构变得模糊.当PLLA含量少于20 wt%时,微相分离不明显,少量PLLA应该分散在PCL片晶间的非晶区.     

二嵌段共聚物PCL-b-PB与PVME共混体系的结晶行为比较

用^1H—NMR对两种不同共聚组成的己内酯-丁二烯嵌段共聚物（PCL-b-PB）链结构进行了分析。尽管两种共聚物中丁二烯百分含量不N,但丁二烯链段的平均长度基本一致。用红外光谱、差示扫描量热法和偏光显微镜研究了在两种己内酯-丁二烯嵌段共聚物中加入非晶组分聚乙烯基甲基醚（PVME）所形成共混体系的混容性和结晶行为。结果表明具有较长己内酯链段的PCL1-b-PB和较短己内酯链段的PCL2-b-PB与PVME形成的共混体系中均存在着分子间相互作用,且都具有一定的混容性。然而由于嵌段共聚物中己内酯链段的长度不同,样品的结晶能力存在明显差异,PCL1-b—PB／PVME体系中PCL链段结晶能力明显较强。并且结晶形态具有一定的差异：形成清晰环带球晶的温度、组成范围不一致。     

聚己内酯和酚氧树脂共混物的结晶行为和熔融转变

通过采用不同变温程序对溶液铸膜PCL与酚氧共混物进行了热分析。实验结果显示,在准平衡状态下,对PCL含量大于30％的共混对,PCL均可从混合物熔体中降温结晶出来。进一步研究发现熔融温度随PCL含量减少而下降,此现象可籍结晶、非晶聚合物之间的热力学混容解释,并应用由Scott方程推导出的关系式计算,发现对该聚合物对,相互作用参数在320K时为-0.155。从熔融态等速降温,对PCL含量大于50％的共混对均观察到结晶转变,转变温度强烈依赖于组成和降温速率,主要原因在于对这种“动力学”实验,熔体中PCL链段向晶体表面的扩散过程控制结晶,任何使PCL链段扩散能力减弱的因素,都将降低结晶温度。在等速降低温度过程中还发现,共混物产生双结晶峰。     

聚β-羟基丁酸酯和聚ε-己内酯的酯交换反应

以辛酸亚锡为催化剂 ,研究了聚 β 羟基丁酸酯 (PHB)与聚ε 己内酯 (PCL)在液相条件下的酯交换反应 .讨论了反应时间 ,反应温度和催化剂浓度对酯交换反应的影响 .采用1 3C NMR ,FTIR ,DSC ,WAXD和TGA等方法对PHB和PCL共聚酯 (PHB co PCL)的结构进行了表征 ,并对其结晶行为、晶体结构和热稳定性进行了研究 .结果表明 ,通过酯交换反应 ,所得到的共聚酯为嵌段共聚物 .提高反应温度和延长反应时间有利于酯交换反应的发生 .随着酯交换量的增加 ,PHB co PCL的结晶行为发生很大的变化 .但是 ,PHB co PCL晶体结构并没有因为PCL链段的引入而发生变化 ,而且它的热稳定性在空气气氛中略有提高     

辐照对聚己内酯结构和性能的影响

研究了γ 辐照对不同分子量的聚己内酯 (PCL)的力学性能、热性能、结晶行为的影响 ,在此基础上 ,研究了辐射交联后的PCL的形状记忆行为 .研究结果表明 ,PCL的分子量越大 ,辐射交联所需的凝胶化剂量越低 .溶胶分数S +S1 2 与 1 D的关系很好地符合Charlesby Pinner关系式 ,说明PCL的辐射交联属于无规交联 .剂量对PCL的力学性能影响显著 ,剂量越大 ,抗张强度和断裂伸长率下降越多 ,但分子量较高的PCL的抗张强度受剂量的影响较小 .DMA分析表明 ,聚己内酯辐照交联后的弹性模量和耐热性能显著提高 .交联度较高的PCL表现出高弹态 ,可以拉伸 ,并具有较好的形状记忆行为 .DSC分析表明 ,辐射交联使PCL的结晶度有所增加 ,但也使结晶熔点有所降低     

过氧化物引发交联聚ε-己内酯的研究

以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,对聚ε-己内酯(PCL)进行交联,研究了过氧化物含量,交联温度和交联时间对交联反应的影响,较高的交联温度可以提高BPO引发交联反应的速率.采用DSC、WAXD和DMA等方法对交联后聚ε-己内酯的结晶行为、玻璃化转变、力学性能及其生物降解特性进行了研究.结果表明,交联PCL的结晶度下降,熔点降低,玻璃化转变温度降低,但结晶温度有所提高.交联PCL的断裂伸长率和杨氏模量均下降.但是仍具有完全的生物降解能力.