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分子量对plla和pdla共混体系平衡熔点的影响(附件)【字数:16702】

2022-11-09 10:44编辑: www.jxszl.com景先生毕设
近二十年来,生物降解高分子在基础研究和工业应用领域都是研究热点。多种脂肪族聚酯都具有良好的水解性质,降解产物对环境和生物体没有毒性,应用前景广阔。在这些生物降解高分子中,聚乳酸(PLA)被认为是最有吸引力的可生物降解聚酯材料。聚乳酸可分为聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLA)。PLLA与PDLA共混得到的立构复合晶(SC-PLA)具有较高的熔融温度,比PLLA和PDLA各自均聚物的熔点高出近50 ℃。根据Gibbs-Thomson公式,半晶高分子的熔点(Tm)与平衡熔点()密切相关。本实验通过溶液浇注的方法制备出不同分子量的PLLA和PDLA共混体系(SC-PLA),运用差式扫描量热法(DSC)将完全消除热历史的SC-PLA和PLLA快速降温至既定的等温温度,待结晶完全以后,对所得的晶体进行升温扫描,记录所得的熔点。根据Hoffman-Weeks方法外推不同分子量聚左旋乳酸(PLLA)和相应左右旋聚乳酸共混物的平衡熔点,60 kg/mol SC-PLA的平衡熔点为264 ℃,20 kg/mol SC-PLA的平衡熔点为263 ℃,16 kg/mol SC-PLA的平衡熔点为253 ℃;60 kg/mol PLLA的平衡熔点为217 ℃,20 kg/mol PLLA的平衡熔点为215 ℃,16 kg/mol PLLA的平衡熔点为203 ℃。通过整合数据外推图像可以发现在分子量小于60 kg/mol时,随着分子量的增加,聚乳酸立构复合结构(SC-PLA)和左旋聚乳酸(PLLA)的平衡熔点呈上升趋势。根据上述结果可知,SC-PLA比PLLA熔点高50 ℃主要源自两者平衡熔点的差异,而公式其他项即使会对熔点的差值造成影响,影响的程度也有限。关键词聚乳酸;立构复合晶;均质晶;平衡熔点;分子量
目录
第一章 绪论 1
1.1聚乳酸的概述 1
1.1.1聚乳酸的历史 1
1.1.2聚乳酸的结构 1
1.1.3聚乳酸的应用 2
1.2聚乳酸立构复合结构(SCPLA)的概述 2
1.2.1聚乳酸立构复合结构(SCPLA)的历史 2
1.2.2聚乳酸立构复合结构(SCPLA)的结构 3
1.2.3聚乳酸立构复合结构(SCPLA)的性质 4

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1.2.4聚乳酸立构复合结构(SCPLA)的合成 6
1.2.5聚乳酸立构复合结构(SCPLA)的应用与前景 7
1.3本课题研究的背景 8
1.4本课题研究的内容 9
1.5本课题研究的意义 9
第二章 实验部分 11
2.1实验仪器和药品 11
2.1.1实验仪器 11
2.1.2实验药品 11
2.2实验方案 12
2.2.1制样部分 12
2.2.2产物的表征与测试 13
第三章 实验成果与数据分析 14
3.1 60K聚乳酸共混物(PLDB)样品及其表征 14
3.1.1 60K聚乳酸共混物(PLDB)的样品 14
3.1.2 60K聚乳酸共混物(PLDB)的测定 14
3.2 20K聚乳酸共混物(PLDB)样品及其表征 20
3.2.1 20K聚乳酸共混物(PLDB)的样品 20
3.2.2 20K聚乳酸共混物(PLDB)的测定 21
3.3 16K聚乳酸共混物(PLDB)样品及其表征 24
3.2.1 16K聚乳酸共混物(PLDB)的样品 24
3.2.2 16K聚乳酸共混物(PLDB)的测定 24
3.4 60K左旋聚乳酸(PLLA)样品及其表征 27
3.4.1 60K左旋聚乳酸(PLLA)的样品 27
3.4.2 60K左旋聚乳酸(PLLA)的测定 27
3.5 20K左旋聚乳酸(PLLA)样品及其表征 30
3.5.1 20K左旋聚乳酸(PLLA)的样品 30
3.5.2 20K左旋聚乳酸(PLLA)的测定 30
3.6 16K左旋聚乳酸(PLLA)样品及其表征 33
3.6.1 16K左旋聚乳酸(PLLA)的样品 33
3.6.2 16K左旋聚乳酸(PLLA)的测定 33
3.7 数据总结 35
结论 37
致谢 38
参考文献 39
第一章绪论
1.1聚乳酸的概述
1.1.1聚乳酸的历史
聚乳酸的研究和开发历史可以追溯到20世纪30年代,著名高分子化学家Carothers曾对聚乳酸的合成做过报道。1944年Filachiene在Hovey,Hodgins及Begji研究的基础上,对聚乳酸的聚合方法进行了系统的研究。1954年DuPont公司采用新的聚合方法制备出了高分子量的聚乳酸。1962年美国Cyanamid公司用聚乳酸制成了性能优异的可吸收缝合线。20世纪70年代聚乳酸在人体内的易分解性和分解产物的高度安全性得到了确认,作为少数被美国食品及药物管理局(CFD)对比准的生物降解医用材料聚乳酸已有系列产品上市。20世纪以后人们对可再生能源和物质的利用呼吁越来越高,恰恰聚乳酸的研究在近十年来又有突破性的进展,从而导致了聚乳酸的地位越来越高。
1.1.2聚乳酸的结构
乳酸有两个光学异构体(对映体),分别称为L乳酸(LLA)和D乳酸(LDA)外消旋乳酸含有相同数量的L一乳酸和D一乳酸(如图11所示)。聚乳酸是以乳酸为单体合成的一种具有光学活性的聚合物。根据立体异构的不同,聚乳酸可以分为几种不同的旋光性聚合物,其中有代表性是聚右旋乳酸(PDLA)、聚左旋乳酸(PLLA)、聚消旋乳酸(PDLLA)等。
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图11 L乳酸和D乳酸示意图
1.1.3聚乳酸的应用
(1)聚乳酸在化工方面的应用
若聚乳酸以乳酸为原料生产,性能优于聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等材料,加工性能优良,能用普通设备进行挤出、注射、拉伸、拉丝、吹塑等,具有良好的印刷性能和二次加工性能。热稳定性好,一般加工温度可控制在170230 ℃之间;具有良好的耐溶剂性,其耐溶剂性与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相当,但其手感光泽、吸湿性和阻燃性能都要明显优于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),被产业界称为21世纪最有发展前途的新型包装材料。除此以外聚乳酸还被广泛应用于涂料、薄膜、工程塑料的方面,是一种前景广阔的绿色高分子材料
(2)聚乳酸在医疗方面的应用
聚乳酸(PLA)是一种具有良好的生物相容性和优异的生物可降解性的聚合物。聚乳酸无毒、没有刺激性、强度高,加工成型方面优势明显,聚乳酸可生物降解吸收,在生物体内经过酶解,可最终分解成水和二氧化碳,不污染环境,体现了一种环境友好性,聚乳酸(PLA)在人体内的降解和降解产物的高度安全性已得到证实,因此被认为是最有发展前景的医用高分子材料。聚乳酸作为组织骨科工程材料在改善、修复、替代人体组织和功能方面也有和好的疗效,由于其可降解吸收,力学性能优良的特点,现在在医疗卫生方面被人们广泛相信。
(3)聚乳酸在环保和能源方面的应用

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