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聚对二氧环己酮(PPDO)是脂肪族聚酯的一种,由于它具有优异的生物相容性和生物可降解性,目前已被成功应用于制造外科缝合线等外科器具。作为生物降解材料,PPDO具有非常优异的综合力学性能,在具有高强度的同时,还拥有良好的韧性,这使得PPDO在环境友好材料领域也具有非常大的发展潜力。聚乳酸(PLA)也是一种具有良好的生物相容性和生物可降解性的脂肪族聚酯,经过数十年的发展,PLA以其以其出色的力学性能、极具市场竞争力的价格优势、以及其可完全来源于可再生资源特点,已经被广泛应用于制造食品包装材料、一次性餐具、服装、农地膜、电子器件等可生物降解产品。然而PPDO和PLA由于其自身结构因素,各自存在一些缺点,如PPDO的熔体强度低,PLA的韧性差,这些都限制了它们的广泛应用。将对二氧环己酮(PDO)和乳酸(LA)进行共聚,不但能结合PPDO的柔韧性和PLA的高强度,改善PPDO在溶剂中的溶解性,还可以通过对分子结构进行设计来改变共聚物的结晶性能、结晶形态和热性能,以适应不同的应用需求。然而现在所有针对PPDO和PLA共聚的研究,都是以丙交酯为原料进行的,丙交酯价格昂贵,PPDO和PLA的共聚物在实际生活中的应用受到了限制。在本文中,作者选用价格便宜的L-乳酸来代替丙交酯和PDO共聚,通过不同的合成方法制备出三种具有不同序列结构的PPDO和PLA的共聚物,并对其进行了结构表征和性能研究。首先用本体熔融共聚法以SnOct2为催化剂,PLA为大分子引发剂合成了P(LA-b-PDO)两嵌段共聚物,通过调节PLA预聚物的分子量及其与PDO单体的投料比可以实现对产物结构的控制。采用1H-NMR对聚合产物分子结构进行了表征,证实其具有目标结构。对P(LA-b-PDO)结晶行为和结晶形态的研究结果表明,在P(LA-b-PDO)动态结晶过程中,共聚物的组成是影响共聚物性能的决定性因素。共聚物中PLA链段含量增加,将导致共聚物结构有序性降低,结晶速度变慢,共聚物的玻璃化转变温度(Tg)和结晶温度(Tc)升高。对P(LA-b-PDO)和相关均聚物PPDO、PLA的WXRD图进行分析比较,发现共聚物中PPDO链段基本保持了原有的晶体结构,而PLA链段的衍射峰变得十分微弱,结晶受到了限制;P(LA-b-PDO)球晶形态和生长速度受到结晶温度和共聚物组成的影响,升高结晶温度,球晶生长速度变慢,球晶直径增大,球晶的十字消光现象和织带结构变得模糊;PLA链段含量增加,也使得球晶生长速度变慢,球晶的十字消光现象和织带结构变模糊。而对P(LA-b-PDO)热稳定性、拉伸性能和体外降解性能的研究结果表明,提高共聚物的分子量有助于提高共聚物的热稳定性;P(LA-b-PDO)硬而脆,分子结构对其拉伸强度的影响很大,PLA含量的增加会使聚合物拉伸强度下降,提高分子量对提高拉伸强度有积极的影响;P(LA-b-PDO)降解过程中存在无规断链,样品的特性粘数([η])都是在降解初期下降十分迅速,到降解后期下降速度减慢,另外共聚物中PLA含量越多,样品失重速率越快。然后用扩链法合成了具有不同分子结构的PPDO和PLA的多嵌段共聚物与PLA-PPDO-PLA三嵌段共聚物,偶联产物的特性粘数比预聚物有了非常明显的提高。拉伸试验测试结果显示PPDO和PLA的三嵌段与多嵌段共聚物的拉伸强度高于之前合成的P(LA-b-PDO)两嵌段共聚物,同时共聚物的韧性提高,P(LA-b-PDO)断裂伸长率只有2%,而PPDO和PLA的三嵌段与多嵌段共聚物与之相比增长了几十倍,最大可以达到100%以上。