丙交酯和苄基乙交酯的序列可控开环共聚

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近年来,具有生物相容性和生物可降解性的聚酯材料越来越受到高分子科学家们的关注。这类材料不仅无毒害、易降解,还具有生物来源、制备过程安全环保等优点,因此目前已被广泛应用于包装材料、餐具容器、工程薄膜、服饰衣料和生物医学等领域。传统的石油基聚烯烃类材料往往难以降解、易造成白色污染,相比之下聚酯类材料要更符合绿色化学的可持续发展的理念。所以,对生物可降解性聚酯材料进行研究具有重大意义。大量研究表明,聚合物因单体序列排布不同,会呈现出多种多样的性质。通过控制聚合物中单体的序列结构来调整其性能已被证实是一种有效的手段。在聚酯合成领域内,通过合成不对称环酯单体进行区域选择性开环均聚或利用两种同一种类的不对称环酯单体进行交替共聚以实现序列可控共聚物的合成已见报道,但通过两种不同的对称二聚环酯单体的开环交替共聚来实现AABB型序列可控共聚物合成的实例还未见报道。本论文研究丙交酯与苄基乙交酯的序列可控开环共聚反应,主要内容由以下三章组成:第一章:总结了通过开环聚合得到序列可控聚酯共聚物的研究进展。第二章:合成了四种对外消旋丙交酯(rac-LA)的开环聚合具有高杂规选择性的金属配合物:三酚锆(Triphenol-Zr)、BDI-Zn、Salan-Al及TMP-Zn,并且发现它们也能够引发外消旋苄基乙交酯(rac-BG)的开环聚合。随后利用这些金属配合物引发相反绝对构型的丙交酯和苄基乙交酯进行交替共聚,并对所得共聚物进行凝胶液相色谱(GPC)、核磁共振(NMR)、基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF)和差示扫描量热法(DSC)等表征。结果表明,在使用三酚锆配合物为引发剂时,分子量12000g/mol,分子量分布度(PDI)1.04的共聚物交替程度最高可达95%,玻璃化转变温度(Tg)为46.8°C,热分解温度(Td,5%)为292.5°C。第三章:在第二章的基础上,使用锌配合物TMP-Zn引发rac-BG和rac-LA、L-BG和rac-LA以及L-BG和L-LA进行开环共聚实验,实现了单次投料一锅法合成嵌段共聚物。结果表明,以锌配合物TMP-Zn为引发剂引发L-BG和rac-LA开环聚合制备嵌段共聚物的效果最好。
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