多臂聚乳酸对线型聚乳酸结晶的促进作用

以多端羟基聚酯为引发剂,经丙交酯开环聚合得到多臂聚乳酸（MA-PLA）。 MA-PLA在DSC二次升温过程中,出现明显的冷结晶峰(41.5 J/g)和熔融峰(42.5 J/g),而工业产品聚乳酸PLLA 3051D没有这2个峰,确认该多臂聚乳酸的结晶能力优于3051D。 MA-PLA多臂聚乳酸的左旋乳酸单元含量为97%,高于3051D的91%。 将MA-PLA与PLLA-3051D共混后,在DSC二次升温过程中出现了熔融峰和冷结晶峰。 偏光显微镜观察表明,共混物的成核速率和初期球晶生长速度加快。 等温结晶动力学数据表明,110 ℃等温结晶的半结晶时间由空白样品的53.6 min缩短至共混物的31.7 min,Avrami指数n由空白样品的2.25增加至共混物的2.60,可见多臂聚乳酸对线形聚乳酸结晶性能的改善,主要是加快了成核速率。     

接枝咪唑阳离子对聚乳酸结晶行为影响研究

聚乳酸(PLA)受到伽马射线辐照发生降解,加入1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AMIMCl)与PLA发生接枝反应,可缓解其降解,得到咪唑阳离子接枝聚乳酸(PLA-IM).核磁共振(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)测试结果表明和直接辐照样品(PLA-S)相比,PLA-IM端羟基含量显著下降,分子量为PLA-S的3倍.利用偏光显微镜(POM)和示差扫描量热仪(DSC)研究PLA-IM等温结晶行为,发现其结晶时仍呈现球晶形貌,晶体生长速度变化相对较小,主要仍受分子量的影响,在相同结晶温度时,PLA-S的晶体生长速度最快,其次是PLAIM,而PLA-L最慢.咪唑阳离子接枝使PLA-IM成核密度显著提高,致使结晶动力学加快,当结晶温度≥125℃时,PLA-IM的半结晶时间小于低分子量的PLA-S.成核能力的提高是导致PLA-IM结晶动力学加速的主要原因.与共混物中离子液体降低PLA成核作用不同,PLA链上接枝阳离子后,离子相互作用有利于成核时高分子链段发生局部有序排列,促进晶核数目的提高.     

左旋聚乳酸的结晶行为研究

用DSC, WAXD和POM对Zn催化剂制备的左旋聚乳酸(PLLA)的熔体结晶行为进行了研究. 在95~125 ℃范围内, PLLA熔体结晶生成厚度约(14±1) nm的片晶, 该片晶不易发生熔体等温增厚. 对实验数据分别用Avrami方程和Arrhenius方程进行了计算, Avrami指数n=3±0.3, 表明PLLA以球晶形式生长, 其最大结晶速率温度为(105.0±0.5) ℃, t1/2约为5.2 min. 利用Lauritzen-Hoffmann（LH）理论对PLLA结晶机理进行了分析, 发现PLLA结晶的Regime Ⅱ和Regime Ⅲ的转变温度为107 ℃. Kg(Ⅱ)和Kg(Ⅲ)分别为4.57×105 K2和1.115×106 K2, 且Kg(Ⅲ)/Kg(Ⅱ)=2.4, 与LH理论值一致.     

PLA/PBS/DCP反应共混体系的结晶行为研究

通过熔融共混法制备了一系列聚乳酸(PLA)/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)物理共混试样及PLA/PBS/过氧化二异丙苯(DCP)反应共混试样,采用示差扫描量热分析(DSC)法研究了物理共混试样结晶行为及反应共混试样的特殊结晶行为.结果发现,PLA与PBS的物理共混并未改善PLA的结晶性,而PLA/PBS/DCP反应共混时生成的交联/支化结构可起到异相成核作用,从而明显改善了反应共混体系的结晶性能,且随着DCP含量的增加,共混体系中两相结晶行为出现交替变化.     

生物可降解材料聚乳酸结晶行为研究进展

聚乳酸是一种具有良好生物相容性、可生物降解的热塑性脂肪族聚脂,是一种环境友好材料。聚乳酸的结晶性能对其力学性能和降解速率有着重要的影响,因而其结晶行为也逐渐成为人们研究的热点。本文针对聚乳酸的结晶行为综述了聚乳酸及其共混、共聚体系的最新研究进展。     

聚己内酯-聚乳酸长链支化共聚物/聚乳酸共混体系的水降解性能研究

本文通过缓冲溶液模拟体外降解,系统研究了PLA/LB-PCLA共混体系的水解降解行为.结果表明,改性剂LB-PCLA的加入,有效促进了水分子向PLA基体中的渗透,使得共混物的水解降解速度有明显增加.由于降解主要发生在聚合物的无定型区,使得分子链段运动能力增加,进而提高了材料的结晶度.     

聚降冰片烯/聚乳酸共混物形状记忆效应的研究

将聚降冰片烯(PNB)和聚乳酸(PLA)按照PNB/PLA(80/20)、(70/30)、(60/40)、(50/50)4种不同质量配比进行共混,采用X射线衍射(XRD)、动态力学分析(DMA)、示差扫描量热分析(DSC)等对共混物基本性能进行表征,同时采用DMA-Q800对其形状记忆效应进行探究.结果显示:4种共混物均有明显屈服现象,随着PLA含量的增加,屈服现象越明显;PNB/PLA共混物出现2个玻璃化转变温度(T_g),且不随共混物配比变化而变化;4种共混物均在2θ=18.45o附近出现特征衍射峰,且其结晶度随PNB含量的减少而降低;随PNB含量的增多4种共混物的形状记忆性能提高.对于PNB/PLA(80/20),在双重形状记忆中,其形状固定率为99.88%,形状恢复率为81.04%;在三重形状记忆中,总固定率和恢复率分别为98.83%和94.26%.     

聚乳酸可降解材料结晶和熔融行为的研究

用DSC和XRD研究了聚乙二醇（PEG）用量、分子量和退火温度对PLA结晶和熔融行为的影响。结果表明PEG的加入有利提高PLA的结晶度和结晶温度;PLA／PEG样品在低于10022退火后均表现出双熔融峰特征,退火温度越高,样品的低熔融峰（Tm1）越高且熔融热焓也越高;PEG分子量越大,其低熔融峰的熔融热焓（△H1）越大...     

改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料的结晶行为

利用溶剂复合的方法制备了具有良好生物相容性的表面接枝聚(γ-苄基-L-谷氨酸)的改性羟基磷灰石/聚乳酸纳米复合材料, 并研究了其熔融与结晶行为. 结果表明, 聚乳酸的玻璃化转变温度为60.3 ℃, 而复合材料的玻璃化转变温度达到65.8 ℃, 不同样品在140 ℃等温结晶后, 改性羟基磷灰石/聚乳酸复合材料的球晶直径仅为聚乳酸(PLLA)球晶直径的16.7%~66.7%. 复合材料的熔点提高到184.4 ℃.     

聚乳酸/羧基化聚丙烯共混物的形态与热性能研究

以扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪、热台偏光显微镜分别研究了聚乳酸/羧基化聚丙烯共混体系的相形态、热性能和结晶形态.结果显示,共混物熔体冷却时,聚乳酸和羧基化聚丙烯均形成球晶,但羧基化聚丙烯球晶较大而十字消光较暗,聚乳酸球晶尺寸较小而十字消光较亮,且聚乳酸球晶产生规则的、不连续的同心环线——裂纹,裂纹厚度约为1~2μm,且裂纹内部有微纤存在.当聚乳酸含量≤50%时,由于聚丙烯上羧基的存在而使共混体系具有较好的相容性.共混物的热分解过程分为三个阶段,热分解温度的变化是聚丙烯上的羧基、聚乳酸和聚丙烯骨架分解三种机制共同作用的结果,少量聚乳酸能够明显提高共混物中聚丙烯上羧基的热稳定性.共混物中的羧基化聚丙烯组分可以发挥稀释剂的作用,大幅度降低了聚乳酸的冷结晶温度.聚乳酸含量≥50%时,共混熔体降温时DSC谱图中聚乳酸和羧基化聚丙烯分别结晶,而聚乳酸含量<50%时,只观察到羧基化聚丙烯的结晶行为.     

环氧丙烷聚醚三元醇/左旋聚乳酸三枝链嵌段共聚物的结晶行为

采用DSC对环氧丙烷聚醚三元醇/左旋聚乳酸三枝链嵌段共聚物(PPO-b-PLLA)的熔体结晶行为进行了研究. 在388～407 K范围内, 分别采用Avrami方程和Arrhenius方程进行了结晶动力学计算. Avrami指数n值约为2.2, 表明共聚物以二维生长方式进行晶体生长. 基于LH结晶理论, 对三枝链嵌段共聚物的结晶机理进行了探讨. 实验发现该体系共聚物的Regime II和Regime III转变温度随着n(PO)∶n(LA)的增大而变化, Kg (III)/Kg (II)＝2.0～2.2, 与LH理论预期值吻合. 实验结果表明三枝链的PPO链段对PLLA链段的结晶有很大影响, 使其成核较均聚物困难. 链折叠自由能σe和链折叠功q均高于PLLA的值.     

聚左旋乳酸/聚氧化乙烯共混物的拉伸行为及结构转变

采用熔融共混方法制备了聚左旋乳酸(PLLA)和超高分子量聚氧化乙烯(PEO)共混物, 通过差示扫描量热(DSC)、 扫描电子显微镜(SEM)和二维广角X射线散射(2D-WAXS)等方法系统研究了PEO的加入对不同温度下PLLA拉伸行为及拉伸过程中微观结构变化的影响. 结果表明, PLLA/PEO共混物为非均相体系, PEO粒子均匀分布在PLLA中形成两相结构. PEO的加入能够显著降低PLLA的玻璃化转变温度(T_g), 在25～60 ℃范围内显著提高PLLA的拉伸性能. 在60 ℃拉伸时, PEO的加入提高了PLLA在拉伸过程中的结晶和形变能力. 在80 ℃拉伸时, 共混物的拉伸断裂伸长率下降, 但共混物的结晶速度仍高于纯PLLA样品.     

聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物晶行为研究

用1H NMR, SEC, XRD和DSC对聚乳酸(PLLA)-聚乙二醇(PEG)二嵌段共聚物进行了表征. 由于共聚物中两种组分比例的不同, 表现出某组分单独结晶或两种组分共同结晶. 用DSC和POM方法, 对两组分含量相当的共聚物进行了熔体结晶行为研究, 并采用Avrami方程进行了结晶动力学计算. 用Lauritzen-Hoffmann理论对PLLA-PEG结晶机理进行了分析. 在70~94 ℃范围内, 得到成核参数Kg(POM)=5.23×105 K2. 共聚物的Kg和链折叠自由能σe都比均聚物的文献报道值高, 表明PEG链段的存在影响了PLLA的结晶, 使得其成核较均聚物困难.     

Enhancing the Crystallization Performance of Poly(L-lactide) by Intramolecular Hybridizing with Tunable Self-assembly-type Oxalamide Segments

In this work, hydroxyl-terminated oxalamide compounds N~1,N~2-bis(2-hydroxyethyl)oxalamide(OXA1) and N~1,N~(1′)-(ethane-1,2-diyl)bis(N2-(2-hydroxyethyl)oxalamide(OXA2) were synthesized to initiate the ring-opening polymerization of L-lactide for preparation of oxalamide-hybridized poly(L-lactide)(PLA_(OXA)), i.e., PLA_(OXA1) and PLA_(OXA2). The crystallization properties of PLA were improved by the self-assembly of the oxalamide segments in PLA_(OXA) which served as the initial heterogeneous nuclei. The crystal growth kinetics was studied by HoffmanLauritzen theory and it revealed that the nucleation energy barrier of PLA_(OXA1) and PLA_(OXA2) was lower than that of PLA. Consequently, PLA_(OXA) could crystallize much faster than PLA, accompanied with a decrease in spherulite size and half-life crystallization time by 74.8% and 86.5%(T=125 ℃), respectively. In addition, the final crystallinity of PLA_(OXA1) and PLA_(OXA2) was 6 and 8 times higher, respectively, in comparison with that of neat PLA under a controlled cooling rate of 10 ℃/min. The results demonstrate that the hybridization of oxalamide segments in PLA backbone will serve as the self-heteronucleation for promoting the crystallization rate. The higher the content of oxalamide segments(PLA_(OXA2) compared with PLA_(OXA1)) is, the stronger the promotion effect will be. Therefore, this study may provide a universal approach by hybridizing macromolecular structure to facilitate the crystallization of semi-crystalline polymer materials.     

聚乳酸/纳米SiO_2共混物的热性能

以两种含有不同功能团的纳米SiO2对聚左旋乳酸(PLLA)进行了共混改性,从而提高了PLLA的性能。在纳米SiO2的质量分数为0.5~5%范围内,PLLA与之是相容的,其中含有—NH2功能团的RNS型纳米对PLLA的Tg有一定的影响,加入质量分数为5%的RNS型纳米SiO2后,PLLA的Tg降至52℃。由于RNS纳米SiO2中的—NH2与PLLA分子链中的—C=O形成了弱的氢键,因此在相同质量分数下,对PLLA热稳定性的影响要高于含—CH3功能团的DNS纳米SiO2,质量分数为5%的纳米SiO2与PLLA共混后,PLLA/RNS纳米SiO2共混物的热失重起始温度为370℃,而PLLA/RNS纳米SiO2共混物的则为365℃。     

聚β—羟基丁酸酯／聚醋酸乙烯酯共混体系的相容性与结晶行为

研究了制样过程聚β－羟基丁酸酯／聚醋酸乙烯酯共混体系的相容性和结晶行为的影响。ＤＳＣ、ＳＡＸＳ、ＰＯＭ等实验结果表明，ＰＨＢ／ＰＶＡｃ共混物经溶液成膜后处于分相的状态，ＰＶＡｃ对ＰＨＢ的结晶能力影响不大；而经融处理后，ＰＨＢ／ＰＶＡｃ共混物则处于相容的均相状态，随ＰＶＡｃ的含量含量的增加。     

Morphological Characterization of Electrospun Nano-Fibrous Membranes of Biodegradable Poly(L-lactide) and Poly(lactide-co-glycolide)

Hydrophobic biodegradable polyesters, poly(L-lactide) (PLLA) and poly(lactide-co-glycolide) (PLGA), were electrospun on different types of collectors to induce morphological changes in the nanofibrous membrane. On the metal collector smooth nonwoven membranes were obtained for both PLLA and PLGA, while on the water reservoir the surface of the membranes became rough due to shrinkage and slow charge dissipation. When NaCl was added to water to enhance the conductivity, the roughness of the membrane surface was changed, yet the shrinkage remained relatively unchanged. The crystallization of PLLA electospun material on the metal plate was suppressed because of the rapid solvent evaporation, however, upon annealing above the glass transition temperature for 24 hr the PLLA membrane became crystallized. When electrospun on the water reservoir, the PLLA membrane remained amorphous. Crystalline PLLA was obtained by electrospinning on the methanol reservoir due to the swelling of nanofibers by methanol.     

Poly(L-lactide) Nano- and Microfibers by Electrospinning: Influence of Poly(L-lactide) Molecular Weight

Summary: The electrospinning technique based on single and multi-jet systems was applied for poly(L -lactide) (PLA) nano- and microfibers as well as fibrous mats manufacture; the latter with dimensions suitable for the tensile tests. The PLA's employed were prepared by the controlled ring-opening polymerization of the L,L -lactide (LA) monomer. The resulting fibers thickness was correlated with molecular weights of PLA's and viscosities of spinning solutions. The scanning electron microscopic, thermal, and tensile characteristics of the polymeric materials and fibrous mats were also examined.