聚苯乙烯-b-聚右旋乳酸二嵌段共聚物的热性能和结晶行为研究

合成了系列聚右旋乳酸(PDLA)嵌段重量分率(fw=0～0.61)的窄分子量分布聚苯乙烯-b-聚右旋乳酸二嵌段共聚物(PS-b-PDLA).运用温度调制示差扫描热分析仪(TMDSC)和热台偏振光显微镜(POM)等研究手段,对制备所得的结晶性二嵌段共聚物的热性能、结晶速率与结晶形貌等进行了研究.研究结果表明,与聚右旋乳酸均聚物相比,随着PS-b-PDLA中结晶性PDLA嵌段重量分率fw减少,无定形聚苯乙烯嵌段(PS)对PDLA嵌段链段的结晶抑制作用增强,PS-b-PDLA的热结晶性能与结晶形貌发生显著变化;相对于PDLA均聚物,PS-b-PDLA的冷结晶温度(Tcc)和结晶平衡熔点(Tm0)分别下降14℃和38℃,球晶生长速率明显降低.在无定形PS嵌段链段的玻璃化温度(Tg)附近,二嵌段PS-b-PDLA的结晶行为出现拐点,揭示PS嵌段由于相分离所形成纳米微相空间对PS-b-PDLA中PDLA链段的结晶产生影响,并且该影响作用程度与PDLA嵌段的重量分率fw和结晶温度(Tc)相关。     

聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b-聚异丁烯)共聚物的微观结构与形态

通过可控/活性离子聚合方法设计合成一系列不同共聚组成的聚谷氨酸苄酯-g-(聚四氢呋喃-b-聚异丁烯)的新型嵌段接枝共聚物,即PBLG-g-(PTHF-b-PIB),研究共聚物中支链(PTHF-b-PIB)长度及接枝密度对主链PBLG玻璃化转变温度、α-螺旋二级结构及其转变的影响,研究支链中PTHF链段长度对其双端受限的玻璃化转变及凝聚态结构的影响.结果表明:PBLG-g-(PTHF-b-PIB)共聚物中刚性主链保持α-螺旋二级结构;随着支链长度增加或接枝密度增加,主链PBLG的α-螺旋二级结构特征峰逐渐减弱,玻璃化转变温度逐渐提高,α-螺旋结构发生转变的焓值逐渐增大;在确定接枝密度的情况下,随着支链中PTHF链段长度增加,共聚物中双端受限的PTHF链段结晶逐渐增强,结晶熔融温度及熔融焓均增加;在确定支链中PTHF链段长度的情况下,随着接枝密度增大,支链间链段相互排斥,PTHF链段结晶逐渐减弱.     

结晶/无定形PMMA-b-PHBV-b-PMMA三嵌段共聚物的合成及热稳定性表征

以生物质聚酯聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为结晶组分、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为无定形组分,通过原子转移自由基聚合法(ATRP)制备了ABA型结晶/无定形三嵌段共聚物.采用凝胶色谱法(GPC)、傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H-NMR)表征了三嵌段共聚物的分子量及其分子量分布和化学结构;使用热失重分析仪(TG)测试了三嵌段共聚物的热稳定性,并通过Horowitz-Metzger法计算了嵌段共聚物的降解表观活化能.研究表明,三嵌段共聚物的最大转化产率为92.39%;当单体与大分子引发剂的比例为8∶1时,三嵌段共聚物的T0、T5%、T max温度分别提高25 K、15 K和40 K,三嵌段共聚物降解表观活化能E a可由纯PHBV的428.25 kJ·mol-1降低至169.83 kJ·mol-1.     

立构复合PL(D) LA-TMC无规共聚物的制备、结构与性能

以辛酸亚锡为催化剂,通过开环聚合法制备了聚左旋乳酸-三亚甲基碳酸酯(PLLA-TMC)和聚右旋乳酸-三亚甲基碳酸酯(PDLA-TMC)无规共聚物.利用共聚物中PLLA/PDLA链段形成立构复合体,通过溶液浇注法制备了PLLA-TMC/PDLA-TMC立构复合聚乳酸材料(sc-PLA-TMC).研究结果表明,聚合物链中的柔性TMC单元可以增强L(D)LA链段的运动能力,有助于不同旋光性的LA链段形成立构复合晶体,但也使得L(D)LA链段的规整度和序列长度降低.即随着共聚物链段中柔性TMC单元摩尔含量的增加,sc-PLA-TMC中同质结晶能力降低.当TMC含量≥5%时,仅生成熔点200℃的PLLA/PDLA立构复合结晶,表明sc-PLA-TMC的耐热性有所提高.蛋白酶K降解实验表明,PL(D)LA-TMC共聚物的降解速率不但比PLLA高,而且可通过共聚物中TMC含量进行调控.     

不同软段长度PBT-co-PBS-b-PEG嵌段共聚物的合成与表征

用熔融缩聚法合成了一系列具有不同软段长度的聚对苯二甲酸丁二酯 (PBT) co 聚丁二酸丁二酯(PBS) b 聚乙二醇 (PEG)嵌段共聚物 (PTSG) ,考察了PEG分子量 (Mn(PEG) )及PBS摩尔分数 (MPBS)对材料性能的影响 实验表明 ,随Mn(PEG)增加 ,缩聚反应时间延长 ,所得产物分子量均呈较为对称的单峰分布 ,多分散性指数小于 2 0 硬段序列结构分析显示 ,随MPBS 增加 ,PBT平均序列长度减小 ,而PBS平均序列长度增加 ,二者呈无规分布 .受组成及硬段平均序列长度变化影响 ,材料内部呈微观相分离状态 ,DSC曲线上可分别观察到软、硬段熔点及玻璃化转变温度 ;硬段熔点及结晶度随MPBS升高而降低 ,主要是受其平均序列长度变化及共晶作用所致 .材料断裂延伸率及降解速率均随Mn(PEG)及MPBS增加而增加 ,可见提高软段长度及降低硬段结晶度等均能有效改善共聚物高分子链的柔韧性及亲水性 ,赋予共聚物更好的降解性能 .     

高分子量立构复合结晶的三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物

以三枝化低不饱和度聚环氧丙烷(PPO)引发D-丙交酯(D-LA)逐步开环聚合, 合成了三枝化聚环氧丙烷-聚右旋乳酸(PPO-PDLA)共聚物. 用辛酸亚锡Sn(Oct)₂与PPO-PDLA端羟基反应进行Sn(Oct)封端, 制备了三枝化PPO-PDLA-Sn(Oct)预聚物. 再于130 ℃下, 以其作为大分子引发剂与L-丙交酯(L-LA)开环聚合, 合成了分子量>10⁵的三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物. 活性端基的引入, 降低了聚合反应温度, 从而降低了聚合中的酯交换或热降解反应发生的概率. 实现了高分子量PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物的合成. 结构测试结果表明, 合成的嵌段共聚物具有分子结构易控及立构规整度高等特点. 在结晶-熔融-再结晶重复热处理下, 三枝化PPO-PDLA-PLLA嵌段共聚物仅发生立构复合聚乳酸结晶, 且结晶能力稳定.     

环氧丙烷聚醚三元醇/聚乳酸嵌段共聚物的合成与性能

以低不饱和度环氧丙烷聚醚三元醇与L型及DL型丙交酯为原料, 合成了不同单体物质的量比的聚醚与聚乳酸嵌段共聚物. 采用FTIR, 1H NMR, GPC对共聚物的结构进行了表征; 用DSC, DTA对共聚物的玻璃化转变温度、熔点及热分解温度进行了研究. 结果表明, 丙交酯在聚醚多元醇端羟基的引发下发生开环反应, 得到聚环氧丙烷L型乳酸(POLLA)或聚环氧丙烷DL型乳酸(PODLA)二嵌段共聚物. POLLA二嵌段共聚物具有结晶能力, 且随着L型聚乳酸链段的增长而增强. PODLA二嵌段共聚物为非晶态聚合物. 两种共聚物的玻璃化转变温度与共聚物的组成有关, 其值介于聚醚和聚乳酸玻璃化转变温度之间. 与聚醚三元醇相比, 二嵌段共聚物的耐热性得到提高, 其热分解温度提高了30～60 ℃, 约为235～262 ℃. 共聚物的结构和组成对材料的热降解机制有很大影响. PODLA在高温区发生热氧化降解.     

含不同侧氨基密度的PLGA-(ASP-Diol)x-PLGA共聚物的合成与表征

以N-(苄氧羰基)-L-天冬氨酸和亚硫酰氯反应制备了N-苄氧基天冬氨酸酐,将其与不同链长的二醇(乙二醇、二缩三乙二醇、聚乙二醇200和600)缩聚,合成了含端羟基的天冬氨酸-二醇交替预聚物(ASP-Di-ol)x;以其为大分子引发剂,辛酸亚锡为催化剂进行丙交酯/乙交酯(摩尔比75∶25)开环共聚,合成系列含侧氨基的天冬氨酸-二醇-聚乙丙交酯[PLGA-(ASP-Diol)x-PLGA]多元三嵌段共聚物.用FTIR,1HNMR,EA,DSC和GPC对共聚物结构进行表征.结果表明,影响预聚物分子量的主要因素不是二醇的分子量,而是其端羟基的活性.随着二醇链段长度增加,多元共聚物中氨基含量降低,玻璃化转变温度也明显下降.通过改变二醇链段的长度(或分子量)可有效地控制PLGA-(ASP-Diol)x-PLGA中侧氨基的密度及分布.     

聚酯-聚酯多嵌段共聚物的合成及其动态力学性能

聚酯-聚醚多嵌段共聚物的动态力学性能谱上有两个T_8,不宜做阻尼材料。本文报道聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)-端羟基聚己二酸乙二醇酯(PEA)共聚物(简称嵌段共聚酯),比聚醚-聚酯多嵌段共聚物有更好的相容性。我们研究了PEA的分子量,间苯二甲酸的用量对嵌段共聚酯的结晶度,以及结晶度对嵌段共聚酯的动态力学性能的影响。     

可生物降解多嵌段聚(酯-氨酯)的合成及其热致形状记忆性质

以端羟基L-丙交酯/乙交酯共聚物(PLLG-diol)和端羟基ε-己内酯/乙交酯共聚物(PCG-diol)为硬段和软段,通过与二异氰酸酯反应制得了软、硬分子量和组成均可调的多嵌段聚(酯-氨酯),表征了它们的形状记忆行为.多嵌段聚(酯-氨酯)具有良好的形状记忆性质,应变固定率达98%~99.5%,应变恢复率达93%~98.5%;通过转变温度的调节,可使多嵌段聚(酯-氨酯)在37℃体温下不发生形状变化,而在稍高于体温的温度(40~50℃)下恢复原始形状,其形状恢复速率可通过温度和升温速率来调节.