聚乳酸—羥脯氨酸/羥基磷灰石復(fù)合材料的制備及性能表征
發(fā)布時(shí)間:2022-02-21 17:56
聚乳酸(PLA)具有易生物降解、降解產(chǎn)物對(duì)環(huán)境友好、聚合單體乳酸(LA)來(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn),優(yōu)異的性能使其成為科研人員研究的熱點(diǎn)對(duì)象。但是PLA為親脂性的,親水性能差導(dǎo)致其生物相容性較低,并且PLA材料結(jié)晶度高,使得材料具有較強(qiáng)的脆性,這些缺點(diǎn)限制了PLA的應(yīng)用范圍。為了使PLA能夠滿(mǎn)足臨床應(yīng)用,就必須對(duì)其進(jìn)行改性。本論文針對(duì)PLA的親水性差和材料的脆性對(duì)其進(jìn)行了共聚和物理共混改性。實(shí)驗(yàn)采用丙交酯開(kāi)環(huán)聚合法合成聚乳酸,并對(duì)其聚合條件進(jìn)行了優(yōu)化,得到最佳的聚合條件:聚合溫度為130℃,聚合時(shí)間為13 h,真空度為80 Pa,催化劑的投料量為0.3%wt,聚合物的黏度達(dá)到0.97 g/dL。采用凝膠滲透色譜法(GPC)測(cè)定了聚合物的分子量,結(jié)果為:質(zhì)均分子量(Mz)6.3萬(wàn),重均分子量(Mw)5.4萬(wàn),數(shù)均分子量(Mn)4.7萬(wàn),分子量分布指數(shù)(D)1.15。通過(guò)對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物利用紅外光譜(IR)表征,核磁共振波譜表征(NMR),證明實(shí)驗(yàn)成功合成了PLA。熱失重(TG)和差示掃描量熱法(DSC)測(cè)得PLA的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)為55℃,熔融溫度(Tm)為160℃,熱分解溫度(Tf)為200℃,測(cè)得...
【文章來(lái)源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 綜述
1.1 聚乳酸的性質(zhì)
1.2 聚乳酸的制備方法
1.2.1 直接縮聚法
1.2.2 開(kāi)環(huán)聚合法
1.3 聚乳酸復(fù)合材料的制備方法
1.3.1 溶液共混法
1.3.2 熔融共混法
1.3.3 原位聚合法
1.3.4 懸浮法
1.3.5 靜電紡絲法
1.4 乳酸聚合物的改性研究
1.4.1 共聚改性
1.4.2 交聯(lián)改性
1.4.3 擴(kuò)鏈改性
1.4.4 復(fù)合改性
1.4.5 共混改性
1.4.6 增塑改性
1.5 聚乳酸的降解方式
1.5.1 化學(xué)降解
1.5.2 酶降解
1.5.3 生物降解
1.5.4 光降解
1.6 聚乳酸的應(yīng)用范圍
1.6.1 可吸收手術(shù)縫合線(xiàn)
1.6.2 組織修復(fù)材料
1.6.3 組織工程
1.6.4 藥物控制釋放載體
1.6.5 細(xì)胞種植基體材料
1.7 羥基磷灰石的研究進(jìn)展
1.8 課題研究意義及內(nèi)容
1.9 論文創(chuàng)新點(diǎn)
2 聚乳酸的合成
2.1 試劑與儀器
2.2 合成原理
2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
2.3.1 合成丙交酯粗品
2.3.2 丙交酯的精制
2.3.3 聚乳酸的合成
2.3.4 聚乳酸的提純
2.3.5 聚合條件的選擇
2.4 結(jié)構(gòu)表征及性能測(cè)試
2.4.1 IR表征
2.4.2 NMR表征
2.4.3 黏度的測(cè)試
2.4.4 GPC測(cè)試
2.4.5 TG測(cè)試
2.4.6 DSC測(cè)試
2.5 結(jié)果與討論
2.5.1 聚合條件結(jié)果分析
2.5.2 IR分析
2.5.3 NMR分析
2.5.4 GPC測(cè)定PLA分子量結(jié)果
2.5.5 熱重分析
2.5.6 差示掃描量熱分析
2.6 小結(jié)
3 聚乳酸/羥脯氨酸共聚物的制備
3.1 試劑與儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)合成流程圖
3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
3.3.1 丙交酯的合成
3.3.2 羥脯氨酸的氨基保護(hù)
3.3.3 聚(丙交酯-羥脯氨酸)的合成
3.3.4 保護(hù)基的脫除
3.3.5 產(chǎn)物的提純
3.3.6 實(shí)驗(yàn)條件的選擇
3.4 結(jié)構(gòu)表征及性能測(cè)試
3.4.1 紅外光譜表征測(cè)試
3.4.2 熱重法測(cè)試
3.4.3 差示掃描量熱法測(cè)試
3.4.4 黏度測(cè)定
3.4.5 凝膠滲透色譜測(cè)定
3.4.6 接觸角測(cè)試
3.4.7 降解性能測(cè)試
3.5 結(jié)果與討論
3.5.1 聚合條件的結(jié)果及分析
3.5.2 IR分析
3.5.3 GPC測(cè)定結(jié)果
3.5.4 熱性能
3.5.5 親水性能
3.5.6 降解性能
3.6 小結(jié)
4 聚乳酸/羥脯氨酸-羥基磷灰石復(fù)合材料的制備
4.1 試劑與儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方案
4.3 實(shí)驗(yàn)步驟
4.3.1 羥基磷灰石的合成
4.3.2 復(fù)合材料的制備
4.3.3 復(fù)合材料樣條的制備
4.4 結(jié)構(gòu)表征及性能檢測(cè)
4.4.1 紅外光譜表征
4.4.2 熱性能測(cè)試
4.4.3 掃面電子顯微鏡觀(guān)察
4.4.4 X-射線(xiàn)衍射測(cè)試
4.4.5 力學(xué)性能測(cè)試
4.4.6 降解性能測(cè)試
4.5 結(jié)果與分析
4.5.1 IR分析
4.5.2 TG分析
4.5.3 DSC分析
4.5.4 SEM分析
4.5.5 XRD分析
4.5.6 力學(xué)性能分析
4.5.7 降解性能分析
4.7 小結(jié)
5 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脯氨酰脯氨酸二肽的液相合成及表征[J]. 李運(yùn)濤,范嬌嬌,沈文,王凡,鄧?yán)罨? 陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[2]聚乳酸自然降解性能[J]. 鄭霞,李新功,吳義強(qiáng). 功能材料. 2014(14)
[3]多壁碳納米管-聚乳酸復(fù)合材料的原位聚合制備及熱性能和導(dǎo)電性能(英文)[J]. 李清華,周勤華,鄧丹,俞巧珍,谷俐,龔科達(dá),徐科航. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(05)
[4]PLA/MMT材料的制備與性能研究[J]. 董本芬,張艷菲,梅紅. 化學(xué)工程師. 2013(04)
[5]兩親性六臂星型端氨基PEG-PLGA的合成、表征及膠束化行為[J]. 陳永霞,陽(yáng)紫瑩,王亮,張政樸,孔德領(lǐng),楊菁,孫洪范,宋存先. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]MGF-Ct24E改性聚乳酸的合成、表征及其對(duì)成骨細(xì)胞增殖的評(píng)價(jià)[J]. 羅嘉,李玉筱,王品品,王遠(yuǎn)亮. 功能材料. 2013(04)
[7]聚乳酸/玄武巖纖維復(fù)合材料的制備及性能研究[J]. 王玉梅,劉娟. 工程與試驗(yàn). 2012(03)
[8]靜電紡絲法制備膽固醇-g-聚乳酸液晶/聚乳酸復(fù)合納米纖維膜[J]. 羅丙紅,李建華,楊靜,徐寵恩,田金環(huán),周長(zhǎng)忍. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[9]納米鐵酸鋅/丙氨酸改性聚乳酸復(fù)合磁性微球的制備和表征(英文)[J]. 曹雷健,周勤華,谷俐,沈紅霞,李清華,蘭平,方燕. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(02)
[10]透明質(zhì)酸改性的聚乳酸支架[J]. 劉春棟,張志光,蘇凱,匡世軍. 中國(guó)組織工程研究. 2012(03)
碩士論文
[1]高相對(duì)分子質(zhì)量聚乳酸合成工藝的進(jìn)一步優(yōu)化研究[D]. 景巍巍.南京理工大學(xué) 2009
[2]可生物降解聚乳酸基納米復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 雷海芬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[3]聚羥基丁酸酯基纖維改性及酶降解動(dòng)力學(xué)研究[D]. 薛丹.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[4]聚乳酸多嵌段共聚物的合成及表征[D]. 趙申.浙江大學(xué) 2005
[5]殼聚糖與聚乳酸接枝共聚物的制備及性能測(cè)定[D]. 陳煒.天津大學(xué) 2004
[6]聚乳酸/二氧化硅/二氧化鈦有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料的合成與表征[D]. 董智賢.合肥工業(yè)大學(xué) 2001
本文編號(hào):3637775
【文章來(lái)源】:陜西科技大學(xué)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
1 綜述
1.1 聚乳酸的性質(zhì)
1.2 聚乳酸的制備方法
1.2.1 直接縮聚法
1.2.2 開(kāi)環(huán)聚合法
1.3 聚乳酸復(fù)合材料的制備方法
1.3.1 溶液共混法
1.3.2 熔融共混法
1.3.3 原位聚合法
1.3.4 懸浮法
1.3.5 靜電紡絲法
1.4 乳酸聚合物的改性研究
1.4.1 共聚改性
1.4.2 交聯(lián)改性
1.4.3 擴(kuò)鏈改性
1.4.4 復(fù)合改性
1.4.5 共混改性
1.4.6 增塑改性
1.5 聚乳酸的降解方式
1.5.1 化學(xué)降解
1.5.2 酶降解
1.5.3 生物降解
1.5.4 光降解
1.6 聚乳酸的應(yīng)用范圍
1.6.1 可吸收手術(shù)縫合線(xiàn)
1.6.2 組織修復(fù)材料
1.6.3 組織工程
1.6.4 藥物控制釋放載體
1.6.5 細(xì)胞種植基體材料
1.7 羥基磷灰石的研究進(jìn)展
1.8 課題研究意義及內(nèi)容
1.9 論文創(chuàng)新點(diǎn)
2 聚乳酸的合成
2.1 試劑與儀器
2.2 合成原理
2.3 實(shí)驗(yàn)步驟
2.3.1 合成丙交酯粗品
2.3.2 丙交酯的精制
2.3.3 聚乳酸的合成
2.3.4 聚乳酸的提純
2.3.5 聚合條件的選擇
2.4 結(jié)構(gòu)表征及性能測(cè)試
2.4.1 IR表征
2.4.2 NMR表征
2.4.3 黏度的測(cè)試
2.4.4 GPC測(cè)試
2.4.5 TG測(cè)試
2.4.6 DSC測(cè)試
2.5 結(jié)果與討論
2.5.1 聚合條件結(jié)果分析
2.5.2 IR分析
2.5.3 NMR分析
2.5.4 GPC測(cè)定PLA分子量結(jié)果
2.5.5 熱重分析
2.5.6 差示掃描量熱分析
2.6 小結(jié)
3 聚乳酸/羥脯氨酸共聚物的制備
3.1 試劑與儀器
3.2 實(shí)驗(yàn)合成流程圖
3.3 實(shí)驗(yàn)步驟
3.3.1 丙交酯的合成
3.3.2 羥脯氨酸的氨基保護(hù)
3.3.3 聚(丙交酯-羥脯氨酸)的合成
3.3.4 保護(hù)基的脫除
3.3.5 產(chǎn)物的提純
3.3.6 實(shí)驗(yàn)條件的選擇
3.4 結(jié)構(gòu)表征及性能測(cè)試
3.4.1 紅外光譜表征測(cè)試
3.4.2 熱重法測(cè)試
3.4.3 差示掃描量熱法測(cè)試
3.4.4 黏度測(cè)定
3.4.5 凝膠滲透色譜測(cè)定
3.4.6 接觸角測(cè)試
3.4.7 降解性能測(cè)試
3.5 結(jié)果與討論
3.5.1 聚合條件的結(jié)果及分析
3.5.2 IR分析
3.5.3 GPC測(cè)定結(jié)果
3.5.4 熱性能
3.5.5 親水性能
3.5.6 降解性能
3.6 小結(jié)
4 聚乳酸/羥脯氨酸-羥基磷灰石復(fù)合材料的制備
4.1 試劑與儀器
4.2 實(shí)驗(yàn)方案
4.3 實(shí)驗(yàn)步驟
4.3.1 羥基磷灰石的合成
4.3.2 復(fù)合材料的制備
4.3.3 復(fù)合材料樣條的制備
4.4 結(jié)構(gòu)表征及性能檢測(cè)
4.4.1 紅外光譜表征
4.4.2 熱性能測(cè)試
4.4.3 掃面電子顯微鏡觀(guān)察
4.4.4 X-射線(xiàn)衍射測(cè)試
4.4.5 力學(xué)性能測(cè)試
4.4.6 降解性能測(cè)試
4.5 結(jié)果與分析
4.5.1 IR分析
4.5.2 TG分析
4.5.3 DSC分析
4.5.4 SEM分析
4.5.5 XRD分析
4.5.6 力學(xué)性能分析
4.5.7 降解性能分析
4.7 小結(jié)
5 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脯氨酰脯氨酸二肽的液相合成及表征[J]. 李運(yùn)濤,范嬌嬌,沈文,王凡,鄧?yán)罨? 陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(04)
[2]聚乳酸自然降解性能[J]. 鄭霞,李新功,吳義強(qiáng). 功能材料. 2014(14)
[3]多壁碳納米管-聚乳酸復(fù)合材料的原位聚合制備及熱性能和導(dǎo)電性能(英文)[J]. 李清華,周勤華,鄧丹,俞巧珍,谷俐,龔科達(dá),徐科航. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2013(05)
[4]PLA/MMT材料的制備與性能研究[J]. 董本芬,張艷菲,梅紅. 化學(xué)工程師. 2013(04)
[5]兩親性六臂星型端氨基PEG-PLGA的合成、表征及膠束化行為[J]. 陳永霞,陽(yáng)紫瑩,王亮,張政樸,孔德領(lǐng),楊菁,孫洪范,宋存先. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]MGF-Ct24E改性聚乳酸的合成、表征及其對(duì)成骨細(xì)胞增殖的評(píng)價(jià)[J]. 羅嘉,李玉筱,王品品,王遠(yuǎn)亮. 功能材料. 2013(04)
[7]聚乳酸/玄武巖纖維復(fù)合材料的制備及性能研究[J]. 王玉梅,劉娟. 工程與試驗(yàn). 2012(03)
[8]靜電紡絲法制備膽固醇-g-聚乳酸液晶/聚乳酸復(fù)合納米纖維膜[J]. 羅丙紅,李建華,楊靜,徐寵恩,田金環(huán),周長(zhǎng)忍. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[9]納米鐵酸鋅/丙氨酸改性聚乳酸復(fù)合磁性微球的制備和表征(英文)[J]. 曹雷健,周勤華,谷俐,沈紅霞,李清華,蘭平,方燕. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(02)
[10]透明質(zhì)酸改性的聚乳酸支架[J]. 劉春棟,張志光,蘇凱,匡世軍. 中國(guó)組織工程研究. 2012(03)
碩士論文
[1]高相對(duì)分子質(zhì)量聚乳酸合成工藝的進(jìn)一步優(yōu)化研究[D]. 景巍巍.南京理工大學(xué) 2009
[2]可生物降解聚乳酸基納米復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 雷海芬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[3]聚羥基丁酸酯基纖維改性及酶降解動(dòng)力學(xué)研究[D]. 薛丹.西北工業(yè)大學(xué) 2006
[4]聚乳酸多嵌段共聚物的合成及表征[D]. 趙申.浙江大學(xué) 2005
[5]殼聚糖與聚乳酸接枝共聚物的制備及性能測(cè)定[D]. 陳煒.天津大學(xué) 2004
[6]聚乳酸/二氧化硅/二氧化鈦有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料的合成與表征[D]. 董智賢.合肥工業(yè)大學(xué) 2001
本文編號(hào):3637775
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