聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)中β晶的形成与转变

本文通过同步辐射原位二维广角X射线(2D-WAXD)和原位红外光谱(FTIR)等手段，对聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)预取向膜二次拉伸过程及随后升温过程中的结构演化机制进行了系统研究。研究结果表明，二次拉伸过程中β晶的相对含量、取向程度和晶粒尺寸会随应变而升高；同时，体系的总α晶的取向度和晶粒尺寸变小，结晶度下降。这说明拉伸过程中，α晶会被破坏并转变为β晶。经过二次拉伸的PHBV膜，在升温过程中，α晶的取向、晶粒尺寸及总体结晶度会升高，而β晶的相对含量逐步下降到零。这说明在较高的温度下，β晶的分子链会重新排列，主要转变成了取向度高的α晶。β晶表现出从65℃到135℃的持续熔融转变。本研究初步阐释了PHBV薄膜中的β晶在拉伸和升温过程中的演化机制，为生物基聚酯薄膜的加工和性能调控提供了理论依据。     

聚3-羟基丁酸酯从熔体薄膜及溶液中形成的球晶结构及生长机理

研究了聚3-羟基丁酸酯（PHB）分别从熔体薄膜和溶液中结晶时的球晶结构和形态，提出了在两种不同结晶条件下环带球晶的形成机理．当PHB从熔体薄膜中结晶时，由于二维生长的限制，晶体的不连续生长是球晶形成环带结构的主要原因，而当PHB从溶液中结晶时，片晶生长的扭曲取向导致了球晶环带结构的形成．     

PHBV纳米纤维的静电纺丝及在生物医用领域的研究进展

聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)(PHBV)纳米纤维具有高比表面积、高孔隙率、生物相容性、生物降解性等优点,可用作生物医用材料。本文综述了基于静电纺丝法制备的PHBV纳米纤维及其在生物医用领域的研究进展,讨论了PHBV纺丝溶液的溶剂、浓度、外加盐类以及聚合物等对PHBV纳米纤维形貌、结构及性能的影响规律,结合目前PHBV纳米纤维在组织工程和药物运输载体的研究现状,重点概述了其亲水改性、力学性能改善、功能化改性的研究进展。最后,对静电纺丝法制备PHBV纳米纤维存在的一些问题进行分析,并对其未来发展趋势和前景进行展望。     

PHBV-GMA与PHBV-GMA/PPC共混物中接枝物的热性能与形态结构

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体对聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)(PHBV)接枝改性,得到的产物PHBV-GMA与封端后的聚碳酸亚丙酯(PPC)反应性共混。索氏抽提器提取PHBV-GMA和PHBV-GMA/PPC共混物,分别得到两种接枝产物PHBV-g-GMA和PHBV-g-PPC,用差示扫描量热法(DSC)、偏光显微镜(POM)以及原子力显微镜(AFM)研究其热性能和形态结构。结果发现,GMA接枝后,对PHBV结晶有成核效应。PPC接枝PHBV后,接枝物PHBV-g-PPC结晶度降低,球晶尺寸减小,PHBV和PPC两种大分子间的相分离程度降低,相容性明显提高。     

纳米材料对PHBV增韧改性的研究进展

聚(β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯)(PHBV)是一种拥有生物可降解性、生物相容性、压电性、光学活性等诸多优良特性的热塑性树脂,具有广阔的应用前景。但是PHBV脆性大,韧性差,导致其应用受到限制。本文综述了近年来国内外纳米材料增韧改性PHBV的进展。当纳米材料添加到PHBV时,可以起到异相成核剂的作用,改善结晶性能,从而降低PHBV的脆性。在众多的纳米材料中,纳米纤维素质量轻、强度高、模量大并可生物降解,有希望在不影响PHBV自身降解性的基础上提高其韧性。文章最后概括了目前纳米纤维素增韧PHBV存在的几点问题,同时对用纳米纤维素增韧PHBV的发展前景提出展望。     

高强度聚(R-3-羟基丁酸酯-co-R-3-羟基己酸酯)纤维的制备及其力学性能的调节

通过优化聚(R-3-羟基丁酸酯-co-R-3-羟基己酸酯)(PHBHHx)原纤维的制备工艺,采用较低的挤出温度,极大加快了原纤维的结晶速率,缩短了后续加工所需时间.随后通过“等温结晶-拉伸-固定长度退火”的方法制备了力学性能优异的PHBHHx纤维,纤维平均拉伸强度达262 MPa,断裂伸长率大于120％.利用二维X射线衍射和拉曼光谱研究了纤维的晶体结构,结果表明高强度的PHBHHx纤维中晶区和非晶区的分子链都具有很好的取向性,并且纤维中没有形成β晶结构.进一步研究发现通过改变退火工艺,可以很方便地调节纤维的力学性能,使得PHBHHx材料可以广泛应用于不同的领域.     

生物塑料--聚(β-羟基丁酸酯)的物理改性和化学改性

综述了生物塑料聚(β-羟基丁酸酯)(PHB)近年来在物理改性(共混改性)和化学改性(大分子反应改性和反应性共混改性)方面工作的进展状况。在PHB共混体系中,可解体性共混物和全生物降解性共混物是两类不同的共混体系,后者从长远意义上讲是解决环境污染问题的根本途径,而其现实意义上的用途是在生物医学领域。文章主要对PHB共混体系的相容性、热行为、结晶行为、机械性能和降解性能等方面的规律进行了总结。并指出反应性共混是较佳改善非相容PHB共混体系相容性的方法,而大单体反应改性和反应性共混则是改造PHB,提供新型功能化医用材料的有效手段。这些领域方面的研究代表了PHB改性工作新的发展方向。     

聚β—羟基丁酸酯酯顺丁烯二酸酐接枝共聚物的研究

采用DSC、TGA、POM和WAXD等方法对聚β-羟基丁酸酯酯（PHB）及其顺丁烯二酸酐接枝共聚物（PHB－g-MA)的结晶行为、热性和生物降解物性进行了研究,结果表明接枝产物的热稳定性明显优于PHB,热分解温度提高了20余度;结晶行为发生很大的变化,结晶速率减小,结晶温度降低,冷结晶温度升高,球晶的织态结构也随着MA接枝量的变化发生明显变化,并且接枝MA促进了PHB的生物降解。     

甲烷氧化细菌生物催化合成聚-β-羟基丁酸酯的分子量调控

在甲烷氧化细菌Methylosinus trichosporium IMV3011细胞内生物催化合成聚-β-羟基丁酸酯(PHB)的过程中,对影响聚合物分子量的各种因素进行了研究.发现碳源、培养基组分NH4+,NO3-,HPO24-,Mg2+,某些导向PHB合成的关键中间产物以及PHB的提取方法均会对PHB的分子量产生影响.同时,通过对胞内PHB合成酶系中关键作用酶的活性变化进行研究,发现β-酮硫解酶催化着控制进入PHB循环入口的关键反应,而PHB分子量的变化则主要取决于PHB合成酶和PHB降解酶的协同作用.     

聚(β-羟基丁酸酯)和β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯共聚物与可生物降解高分子共混改性研究进展

总结了近年来聚(β-羟基丁酸酯)、β-羟基丁酸酶—β-羟基戊酸酯共聚物与可生物降解高分子共混物的相容性、结晶性、热性能、加工性能、力学性能和生物降解性能。通过共混。聚(β-羟基丁酸酯)与—β-羟基丁酸酶卢羟基戊酸酯共聚物的性能得到显著改善。     

聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)改性及纤维成形北大核心CSCD

聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)是一种微生物发酵生产的热塑性聚合物。从物理、化学改性及其纤维成形两个方面综述了PHBV的研究进展。PHBV的物理改性主要有无机纳米粒子共混体系(PHBV/iNPs)、有机纳米晶共混体系(PHBV/oNPs)、高聚物共混体系(PHBV/Polymer)和绿色全降解共混体系;化学结构构筑主要包括接枝共聚改性、嵌段共聚改性、端基扩链改性等。从改性的手段及介质,分析了改性方法的优缺点。PHBV纤维的成形方法主要有熔融纺丝法、干法纺丝法及静电纺丝法。从PHBV纤维应用领域看,熔融纺纤维应用目标在于替代现有石油基相关产品,而静电纺纤维主要应用于开拓组织工程再生医学领域。最后,对PHBV今后的研究及发展提出了展望。     

聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯/聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯共混材料的制备及性能表征

采用熔融共混制备了聚对苯二甲酸-己二酸丁二酯(poly(butylene adipate-co-terephthalate),PBAT)与聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate),P34HB)的共混材料。研究了P34HB含量(0 wt%, 5 wt%、 10 wt%、 15 wt%、 20 wt%)对共混材料熔体流动性能、力学性能、热性能和界面微观形貌的影响,及其PBAT/P34HB吹塑薄膜的力学性能和氧气阻隔性能。结果表明,P34HB的加入降低了材料的熔体黏度,提高了材料的流动性以及薄膜的直角撕裂性能、穿刺性能和氧气阻隔性能。当P34HB含量为5wt%时,共混材料综合性能最佳,两相相容性良好,共混材料和吹塑薄膜均具有优异的力学性能,薄膜的拉伸性能和穿刺强度最高,是性能优异的包装和农膜材料。     

静电纺丝法制备PHB基纳米纤维材料的研究进展

聚β-羟基丁酸酯(PHB)作为一种天然的可生物降解材料,因其良好的生物相容性,广泛应用于生物医用领域.而静电纺丝技术是获得纳米纤维最理想的方法之一,目前已成功制备出多种不同类型的纳米纤维,尤其在制备复合纳米纤维方面取得了显著成果.本文论述了国内外静电纺PHB基纳米纤维的研究现状和进展,重点介绍了静电纺PHB基纳米纤维影...     

聚β-羟基丁酸酯顺丁烯二酸酐接枝共聚物的研究

采用DSC、TGA、POM和WAXD等方法对聚 β 羟基丁酸酯 (PHB)及其接枝顺丁烯二酸酐共聚物 (PHB g MA)的结晶行为、热稳定性和生物降解特性进行了研究 .结果表明接枝产物的热稳定性明显优于PHB ,热分解温度提高了 2 0余度 ;结晶行为发生很大的变化 .结晶速率减小 ,结晶温度降低 ,冷结晶温度升高 ,球晶的织态结构也随着MA接枝量的变化发生明显变化 ,并且接枝MA促进了PHB的生物降解     

Study on Molecular Weight of Poly-β-hydroxybutyrate Biosynthesized by Methylosinus Trichosporium IMV3011

在甲烷氧化细菌Methylosinus trichosporium IMV3011细胞内生物催化合成聚-β-羟基丁酸酯（PHB）的过程中,对影响聚合物分子量的各种因素进行了研究.发现碳源、培养基组分NH4＋,NO3-,HPO24-,Mg2＋,某些导向PHB合成的关键中间产物以及PHB的提取方法均会对PHB的分子量产生影响.同时,通过对胞内PHB合成酶系中关键作用酶的活性变化进行研究,发现β-酮硫解酶催化着控制进入PHB循环入口的关键反应,而PHB分子量的变化则主要取决于PHB合成酶和PHB降解酶的协同作用.     

非石油基高分子材料聚羟基脂肪酸酯PHA的改性研究进展

综述了近年来国内外在新型生物可降解材料聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)家族主要代表:聚羟基丁酸酯(PHB)、聚3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV),聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯的共聚物(P3/4HB)和聚3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯的共聚物(PHBHHx)的生物、化学和物理三种改性和加工方面的研究进展。通过生物方法可以使PHA材料的化学结构、组成、机械力学性能和成型加工性能更具有多样性和可调性;通过化学途径可以使PHA材料的功能性进一步突出和增强,例如可以使PHA为基础的材料具有优异的生物医学性能,同时也具有好的加工性能;利用物理共混和反应性挤出使PHA材料的所有性能缺陷得到进一步修补,使其更具有实用价值。近十年来,通过以上这些改性手段的结合,PHA力学性能不均衡和成型加工的难题得到了解决,使PHA生物聚酯这类新型非石油基高分子材料得到了飞速发展,其综合性能甚至价格具备了代替部分石油基高分子材料的可能,PHA生物聚酯的规模化工业制造和应用的时代已经来临。     

聚(β-羟基丁酸酯)和β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯共聚物共混改性研究进展

综述了近年来聚(β-羟基丁酸酯)和β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯共聚物经共混改性所得到的共混物的相容性、结晶性、热性能、加工性能、力学性能和生物降解性能。     

P(HB-co-HV)/PVPh的相容性与聚集态结构

采用差热扫描分析、红外光谱、固体核磁、小角X光散射等方法研究了聚(β-羟基丁酸酯-co-β-羟基戊酸酯(P(HB-co-HV))/聚(对-羟基苯乙烯)(简称PVPh)共混物的相容性和形态。结果表明两组分间形成较强的分子间氢键,形成完全相容的共混体系。固体核磁结果表明P(HB-co-HV)/PVPh(50/50)在3.4nm尺寸上是完全均相的。小角X光散射结果表明,在等温结晶的共混物中无定形的PVPh分子分散在P(HB-co-HV)片晶之间与非晶的P(HB-co-HV)分子形成非晶区,从而使非晶区加宽,长周期增加。     

成核剂对PHBV等温结晶行为的影响

用DSC方法测定了氮化硼及滑石粉成核剂对(β-羟基丁酸酯-与-β-羟基戊酸酯) 共聚物(简称PHBV)等温结晶行为的影响. 结果表明,Avrami方程指数n、成核机理、晶体生长方式基本上不受成核剂的影响.少量的成核剂可使结晶成核自由能降低,结晶速率加大,其中氮化硼的效果最为显著.     

聚β-羟基丁酸酯顺丁烯二酸酐接枝共聚物的等温结晶动力学和熔融行为

采用DSC方法对聚 β 羟基丁酸酯顺丁烯二酸酐接枝共聚物 (PHB g MA)的等温结晶动力学和熔融行为进行了研究 .结果表明 ,顺丁烯二酸酐的引入使得聚 β 羟基丁酸酯的结晶能力下降 ,但是并没有改变它的结晶成核机理和生长方式 .随着接枝率的增加 ,结晶活化能增加 .等温结晶后的PHB g MA表现出双熔融行为 ,这是在升温过程中发生熔融重结晶的结果