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PCL/PEG嵌段共聚物的合成、表征及结晶性研究

曲超  
【摘要】: 脂肪族聚酯及其共聚物,以其良好的生物相容性和生物降解性,被广泛应用于医药和生物领域。特别地,聚己内酯(PCL)作为药物控释体系的载体材料和在体内短期植入物方面的应用,引起人们越来越多的重视。但是由于聚己内酯的疏水性,以及降解速率慢等缺点,限制了它的进一步应用。通过聚乙二醇(PEG)对聚己内酯进行改性,将很好地改善聚己内酯的疏水性以及降解性。 本论文首先合成了三个系列的聚己内酯/聚乙二醇嵌段共聚物。分别以聚乙二醇(PEG)或者甲氧基聚乙三醇(MPEG)为引发剂,辛酸亚锡(Sn(Oct)_2)为催化剂合成了PCL-PEG-PCL,PEG-PCL。用1,6-己基二异氰酸酯(HDI)偶联PEG-PCL,即合成了PEG-PCL-PEG(严格讲为PEG-PCL-PCL-PEG)。 接着,对合成的三个系列的共聚物分别进行了核磁、红外和GPC表征。结果表明,PCL-PEG-PCL,PEG-PCL,PEG-PCL-PEG的成功制备。 最后,利用XRD和DSC对共聚物的结晶性进行了研究。特别地,选取PCL-PEG-PCL系列中的一个样品(Wt%_(PEG)=0.13)进行非等温结晶过程的研究。聚合物的结晶性对物化性能以及降解性能都有影响。结果表明,共聚物的相对链段长度和拓扑结构对结晶性能影响很大。当PCL段的长度相对小时,由于PEG对PCL的影响,PCL并不能结晶;当PCL段的长度相对大时,PCL开始结晶,并对PEG的结晶限制,甚至PEG完全不结晶。三个系列共聚物之间的结晶性也不同,PEG对PCL结晶的限制,PEG-PCL-PEGPEG-PCLPCL-PEG-PCL,而PCL对PEG结晶的限制,PCL-PEG-PCLPEG-PCLPEG-PCL-PEG。采用Ozawa模型、修正的Avrami模型和Mo模型来描述聚合物的非等温结晶过程。结果表明,Ozawa模型并不能很好地描述PCL-PEG-PCL的非等温结晶过程,而修正的Avrami模型和Mo模型则与实验数据符合的很好。无定形态的PEG作为成核剂,使得PCL结晶速率加快,由于PEG与PCL共价键相连,使得PCL的结晶活化能增加。


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