星形聚D，L-乳酸的合成研究
聚乳酸是具有可生物降解性，且以可再生资源为原料的高分子材料，可从根本上解决“白色污染”和日益枯竭的石油资源等问题。与线形聚合物相比，星形聚合物有较低的结晶度、熔融粘度，分子表面有较高官能度、较小的流体动力学体积等性能。因此，可以在获得较高相对分子量的同时又能降低粘度，这样的聚乳酸共聚物便于生产加工。因此有必要研究和开发工序简单、溶解性能好、成本低廉而更有实用价值的星形聚乳酸。
首先以廉价易得的D,L-乳酸为原料，采用熔融聚合法合成线形聚D,L-乳酸(LPDLLA)，发现较适宜反应条件为：0.5wt％的SnCl2.2H2O/TSA催化剂，聚合温度为165℃，3kPa时熔融缩聚18h，可以得到特性粘数为0.474 dL.g-1的LPDLLA。
以D，L-乳酸为原料，季戊四醇为“核”，采用熔融缩聚法合成了星形聚D,L-乳酸(SPDLLA)。当D,L-乳酸/季戊四醇的物质的量之比为1000时，可得到最高的特性粘数(0.556 dL.g-1)的SPDLLA，但是聚合时间却缩短为12h。
在相同分子量下，由于星形聚合物的动力学体积较线形聚合物低，故相同特性粘数的星形聚合物的分子量将比线形聚合物明显更大。本课题在相同反应条件下，线形聚乳酸的特性粘数明显低于星形聚乳酸，这表明加入少量季戊四醇进行星形缩聚是可合成较高分子量聚乳酸的一条有效途径。
通过NMR分析，表明季戊四醇的羟基均已参与了同乳酸的缩聚反应，形成了四臂SPDLLA。采用凝胶渗透色谱(GPC)测定了SPDLLA的分子量及分子量分布系数，重均相对分子量(Mw)=51408，数均相对分子量(Mn)=37250，分子量分布系数(Mw/Mn)=1.37的SPDLLA。Mw/Mn小于1.5～2是所得的产物为星形共聚的重要标志之一，所以直接熔融聚合所得的产物确实为星形共聚物。
比较SPDLA和LPDLLA的差示扫描量热法(DSC)，发现SPDLLA的玻璃化转变温度(Tg)为45.65℃，比LPDLLA的Tg(50～60℃)低。这可能在聚合物中引入季戊四醇，改变了分子链的规整性，使聚乳酸共聚物中链段运动更容易。
SPDLLA的X射线-衍射(XRD)和DSC分析中都无明显熔融吸收峰，所合成的星形聚合物是无定形的，说明SPDLLA继续保留着PDLLA类材料的低结晶性。
星形聚D,L-乳酸;季戊四醇;熔融缩聚法;生物可降解;溶解性能
重庆大学
硕士
生物化工
张立武
2009
中文
TQ316.33
43
2010-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）