【摘 要】
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近年来,聚合物材料成为了人类生活中难以取代的重要组成部分。同时,聚合物材料难以降解,对环境造成了巨大的污染,因此,研发可降解聚合物材料是十分重要的。基于手性氨基酸合成的聚酯酰亚胺(PEI)是一种良好的聚合物材料,它有着良好的热性能和机械性能,氨基酸的引入使它拥有了优异的溶解性和生物降解性。本文的主要任务是通过改变引入氨基酸的结构和构型来探究PEI热性能和降解性能以及影响它们的因素。本文的主要工作分
【基金项目】
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山东自然科学基金项目 (ZR2012EMZ003);
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近年来,聚合物材料成为了人类生活中难以取代的重要组成部分。同时,聚合物材料难以降解,对环境造成了巨大的污染,因此,研发可降解聚合物材料是十分重要的。基于手性氨基酸合成的聚酯酰亚胺(PEI)是一种良好的聚合物材料,它有着良好的热性能和机械性能,氨基酸的引入使它拥有了优异的溶解性和生物降解性。本文的主要任务是通过改变引入氨基酸的结构和构型来探究PEI热性能和降解性能以及影响它们的因素。本文的主要工作分三个部分:第一部分为基于氨基酸的手性二酸单体的合成与表征。以L-丙氨酸等9种不同的氨基酸为手性源,与均苯四甲酸二酐(PMDA)进行N-酰基化反应和亚胺化反应,合成了9种手性二酸单体。通过熔点测试、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱图(1H-NMR)、元素分析、比旋光值测试对其进行了表征。第二部分为手性PEI的合成与表征。使用中低温溶液聚合法,将合成的二酸单体与二羟基单体4,4’-二羟基二苯醚进行缩聚反应,合成出了9种均聚PEI和4种无规共聚PEI。通过FT-IR、1H-NMR、元素分析表征了PEI的结构。使用凝胶渗透色谱(GPC)对PEI的分子量进行了测试,发现PEI有很高的分子量。第三部分为手性PEI热性能和降解性能的研究。通过动态热力学分析(DMA)和热重分析(TGA)测试了PEI的热性能。结果表明,PEI的热性能良好,有着很高的初始分解温度,其玻璃化转变温度(Tg)受氨基酸侧基体积、刚性和构型的共同影响,其中体积效应起主要作用,PEI的Tg随着侧基体积和刚性的增大而减小,L构型PEI的Tg要略好于D构型的。通过磷酸盐缓冲液降解实验研究了PEI的降解性能,并使用GPC、FT-IR、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试仪表征了降解过程中PEI重均分子量、结构组成、膜的形貌和水接触角的变化。结果发现,引入大体积侧基、刚性基团和D构型的氨基酸都会使PEI的降解性能降低。
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