Composition deviation of arrays of FePt nanoparticles starting from poly(styrene)-poly(4-vinylpyridine) micelles

Ordered arrays of FePt nanoparticles were prepared using a diblock polymer micellar method combined with plasma treatment. Rutherford backscattering spectroscopy analyses reveal that the molar ratios of Fe to Pt in metal-salt-loaded micelles deviate from those when metal precursors are added, and that the plasma treatment processes have little influence upon the compositions of the resulting FePt nanoparticles. The results from Fourier transform infrared spectroscopy show that the maximum loadings of FeCl3 and H2PtCl6 inside poly( styrene)-poly(4-vinylpyridine) micelles are different. The composition deviation of FePt nanoparticles is attributed to the fact that one FeCl3 molecule coordinates with a single 4-vinylpyridine (4VP) unit, while two neighboring and uncomplexed 4VP units are required for one H2PtCl6 molecule. Additionally, we demonstrate that the center-to-center distances of the neighboring FePt nanoparticles can also be tuned by varying the drawing velocity.

Quasi-hexagonal ordered arrays of FePt nanoparticles prepared by a micellar method

Hexagonally ordered arrays of magnetic FePt nanoparticles on Si substrates are prepared by a self assembly of diblock copolymer PS-b-P2VP in toluene, a dip coating process and finally plasma treatment. The as-treated FePt nanoparticles are covered by an oxide layer that can be removed by a 40 s Ar+ sputtering. The effects of the sequence of adding salts on the composition distribution are revealed by x-ray photoelectron spectroscopy measurements. No particle agglomeration is observed after 600 degrees C annealing for the present ordered array of FePt nanoparticles, which exhibits advantages in patterning FePt nanoparticles by a micellar method. Moreover, magnetic properties of the annealed FePt nanoparticles at room temperature are investigated by a vibrating sample magnetometer.

纤维素直接发酵乙醇微生物的选育──Ⅲ.里氏木霉与运动发酵单胞原生质体融合的研究

用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂，可使钝化的里氏木霉（Tri－chodermareesei）QM9414的原生质体和运动发酵单胞（Zymomonasmobilis）ATCC29191的原生质球之间可以产生远缘的细胞融合子。融合率可达1.9×10－2融合子能利用羧甲基纤维素为唯一碳源而产生羧甲基纤维素酶和乙醇。羧甲基纤维素酶活性高和乙醇产量高的融合子不稳定。这些融合子的产酶能力很容易大部分丧失，而产乙醇的能力亦很低。而酶活及乙醇产量较低的融合子，可能才是真正的基因重组子。

Facile route to fabricate large-scale silver microtubes

Large-scale uniform Ag microtubes with high length diameter ratios have been first successfully synthesized by a facile approach, using low-cost super fine glass fibers as templates. The samples were characterized by SEM and XRD. The investigations showed that calcining or adding of PEG-1000 and alcohol could greatly improve the mechanical strength of the sample. Especially the products exhibited favorable catalytic properties during the degradation of Rhodamine B by NaBH4. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

干旱胁迫下蚕豆叶片抗氧化酶活性的变化

抗氧化防御系统在植物抗旱中发挥着极大的作用。本试验采用PEG胁迫和叶片35℃烘干处理的方法,研究了模拟干旱胁迫条件下蚕豆叶片SOD、POD、CAT活性变化。结果表明,三种抗氧化酶随胁迫时间的延长活性升高;随胁迫程度增加SOD活性活性降低,POD和CAT活性变化规律性不明显。总体而言,SOD活性对胁迫的耐受性更强。

玉米根系吸水能力细胞水平的杂种优势

在人工气候室水培条件下,以玉米(ZeamaysL.)杂交种F1代户单4号及其母本天四和父本478为材料,用细胞压力探针技术研究了正常供水和PEG-6000模拟–0.2MPa水分胁迫条件下,玉米根皮层细胞水分关系参数的基因型差异。结果表明,根皮层细胞的直径、长度和体积均为F1代>母本>父本;正常供水条件下3个玉米品种的根皮层细胞膨压均在0.6MPa左右且品种间差异不显著,水分胁迫抑制了细胞的延伸生长且F1代和母本的细胞膨压显著高于父本;根皮层细胞壁体积弹性模量均为父本>母本>F1代,水分胁迫条件下的品种间差异显著;与正常供水条件相比,水分胁迫条件下细胞膨压显著降低,而弹性模量则大幅度提高;在两种水分条件下,水分跨细胞膜运转的半时间均为父本>母本>F1代,且半时间在水分胁迫条件下均显著高于正常供水条件下;HgCl2处理引起了半时间的延长,2-巯基乙醇则部分逆转了HgCl2的效应;在两种水分条件下,根皮层细胞水导均为F1代>母本>父本且品种间差异显著,水分胁迫则显著降低了细胞水导。试验证明杂交种F1代的细胞水平根系吸水能力优于亲本,体现了杂种优势。

聚乙二醇和低温胁迫对红豆草种子萌发影响的研究

在植物生长箱通过种子萌发试验,从种子发芽进程、发芽率和吸水量等方面研究了水分和低温胁迫对红豆草种子萌发的影响。用10%,15%,20%,25%,30%的聚乙二醇(PEG)溶液和5℃左右低温预处理红豆草种子,结果表明,不同浓度的聚乙二醇和5℃左右低温预处理可以缩短种子的平均发芽时间,提高发芽率;比较发现,聚乙二醇浓度30%和低温处理时间4 d时可促进红豆草种子的萌发。

钇和镧系元素萃取热力学及双水相体系分离氨基酸的研究

本文研究了一种中性萃取剂支链三烷基氧化膦（Cyanex 925）和一种羧酸类萃取剂仲辛基苯氧基取代乙酸（CA-12）萃取稀土元素和钇的热力学性能。探讨了利用CA -12为萃取剂将钇与其他稀土分离的可行性，遵循基础－应用的原则，完成了从龙南离子型矿的浸出液中提取钇的分馏串级模拟实验。在此基础上还进一步研究了“绿色溶剂”离子液为溶剂，CA-12萃取稀土和钇的热力学机理。我们还考察了双水相中氨基酸的分离，为利用双水相体系萃取稀土元素奠定了一定的基础。具体的研究内容如下： 1.系统的研究了Cyanex 925在硝酸体系中萃取稀土和Y的规律，由斜率分析方法确定了反应机理，发现了明显的四分组效应，并确定了Y在萃取中所处的位置。同时发现Cyanex 925有可能用于轻、重稀土分组，易反萃。 2.CA-12对Y萃取具有高的选择性，研究了Y与其他稀土分离的可能性。进行了CA-12从混合稀土中提取Y的工艺模拟实验，并获得纯度为99.5％Y2O3，该工艺高效简便，具有好的应用前景。 3.系统的研究了离子液作为溶剂，CA-12从硝酸介质中萃取稀土和Y的规律。考察了不同水相酸度、水相中相关各种离子及萃取剂浓度变化对CA-12萃取稀土和钇的影响，从而推导了萃取反应方程式及机理。并发现在同样萃取剂浓度和水相条件下，CA-12-离子液体系中萃取稀土和钇的能力低于CA-12-庚烷体系中。 4.研究了赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸和半胱氨酸在聚乙二醇（PEG）－磷酸盐双水相体系（ATPSs）中分配行为，分别考察了PEG分子量、水相pH、氨基酸侧链结构等对分配比的影响，得出氨基酸在双水相中的分配行为取决于双水相体系的性质和氨基酸的支链结构与带电情况。

水凝胶的制备及壳聚糖的改性和应用

水凝胶用作创口敷料时有很多的优点。壳聚糖是天然的阳离子多糖,已经在很多领域得到了应用。我们制备了几种具有抑菌能力的水凝胶敷料，同时利用可生物降解聚酯和多聚肽对壳聚糖进行了修饰，得到了一些新的结果。 本论文的工作主要包括以下两部分： 一.含有抗生素或纳米银粒子的水凝胶的制备和表征。 1．载药聚乙烯醇/聚乙烯基吡咯烷酮/壳聚糖（PVA-PVP-Chitosan）复合水凝胶的制备和抑菌性能评价。采用循环冷冻－熔融与辐射交联相结合的方法制备出了PVA-PVP-chitosan复合水凝胶，测定了凝胶的溶胀率、凝胶含量、力学强度和结晶性能，并考察了所用壳聚糖分子量，冷冻－熔融循环处理次数和辐射剂量对凝胶性能的影响。然后通过溶胀法将抗生素（环丙沙星）和壳寡糖载入水凝胶中，考察了它们的体外释放行为。同时利用琼脂糖平板法检验了载药凝胶的抑菌能力，结果表明它们可以有效抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的繁殖和生长。 2．含纳米银-PVA-PVP水凝胶的制备和抑菌性能评价。通过循环冷冻－熔融法制备了含银的PVA-PVP复合水凝胶。以含银的PVA-PVP复合膜为模型，利用DSC、红外光谱、紫外－可见光谱和X-射线衍射考察了掺入的纳米银与PVA-PVP网络的相互作用。利用扫描电镜观察了PVA-PVP凝胶的网络结构和银纳米粒子在网络中的分布。利用琼脂糖平板法和LB肉汤法对含银PVA-PVP凝胶的抑菌性能进行了评价，结果证明这种水凝胶可以有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长和繁殖。 二. 壳聚糖的改性和应用。 1．发展了一种制备聚ε－己内酯（PCL）接枝壳聚糖共聚物的新方法，并且由合成的接枝共聚物在水中自组装得到纳米粒子。利用DLS、AFM和SEM对纳米粒子进行了表征，结果显示制备的纳米粒子为圆球形或椭圆形。利用茚三酮显色法准确测定了活性胺基的含量，发现纳米粒子表面活性胺基的数量可以通过改变PCL接枝度进行调节。 2．由6-O-三苯甲基壳聚糖引发赖氨酸NCA的开环聚合得到了聚赖氨酸（PLL）接枝壳聚糖阳离子共聚物。利用红外光谱、核磁共振和GPC对接枝共聚物的分子结构和分子量进行了表征。通过动态光散射测量发现接枝共聚物可以和小牛胸腺DNA形成粒径在100~340 nm之间的复合物。凝胶阻滞电泳证明接枝共聚物对质粒DNA的结合和保护能力要优于壳聚糖。细胞转染实验证明接枝共聚物对293T和Hela细胞的转染效率要远远高于壳聚糖原料和PLL。同时，接枝共聚物的转染效率对PLL的聚合度有明显的依赖性，增加PLL聚合度有助于提高接枝共聚物的转染效率。这种新型的阳离子接枝共聚物有望用作高效基因载体。

聚苯乙烯-聚（左旋-乳酸）嵌段共聚物薄膜的相分离与结晶

本论文以对称的半结晶型的聚苯乙烯-聚（左旋-乳酸）（PS-b-PLLA）嵌段共聚物薄膜为研究对象，通过在不同厚度的膜中的时间相关的相行为的演变，来研究不同界面对嵌段共聚物薄膜熔融状态的相结构的影响，并以此相结构为模版来研究软硬受限下结晶对相分离的影响。 首先，我们研究了在不同厚度膜中的熔融状态的相结构。通过调控膜的厚度及退火时间，实现片层方向的转变。随着膜厚的增加，由于选择性的聚合物/基板界面及中性的聚合物/空气界面的作用下，达到平衡态后片层方向由平行向垂直转变。当膜厚大于一个周期时，同一膜厚下，随着退火时间的增加，片层方向由平行向垂直转变。片层方向在由平行向垂直的转变时，形成平行与垂直共存的混合结构。 在熔融状态下得到结晶的PLLA在表面对称润湿的平行片层，以这种结构为模版，研究了系留在PS基板上的PLLA单层的结晶，以及结晶对相分离结构的影响。从有序的熔融状态结晶后，形成了上下非晶中间结晶的“三明治”结构，结晶结构为α晶型正交晶系，结晶分子链垂直于界面。当Tc ≤ Tg,PS, 时，由于分子链的活动性较差，而且 PS与PLLA具有相近的表面能，结晶诱导了垂直片层的形成。当Tc > Tg,PS, 由于分子链的活动性较强，没有形成垂直片层。 以中性的聚合物/空气界面作用下形成的垂直片层为模版，研究了软硬受限条件下结晶对垂直片层结构演变的影响。硬受限下，结晶没有破坏相分离结构，在微相分离的垂直片层中受限结晶，结晶后片层周期增加。软受限下，非晶的PS分子链的活动性较强，结晶破坏了原有的相分离结构，生成棒状结晶。由于受限，结晶结构较为特殊属于单斜晶系。 以平行与垂直片层共存的混合结构为模版，研究了结晶对此结构的影响，发现平行与垂直片层分别结晶形成不同的结晶形貌，两种结晶在形成的过程中相互影响。

MALDI-TOF质谱技术在高聚物分析中的应用及新基质的筛选

利用MALDI-TOF质谱研究了非极性高聚物PS，通过此研究获得了PS的分子量、分子量分布和重复单元等信息。同时利用同位素分析和PSD-MALDI-TOF质谱证明了[M+Ag3]+的存在。并在此基础上，推断出了PS的端基结构信息，这在大分子高聚物端基分析方面尚属首次。 利用MALDI-TOF质谱研究了MALDI条件下四种黄酮类化合物在银簇合离子形成过程中的作用以及影响。结果表明，有机物中对紫外区激光有较强吸收的不饱和结构、影响有机物离子化的基团以及影响π-d共轭的空间位阻效应的基团都是影响银簇合离子形成的重要因素。 利用MALDI-TOF质谱结合PSD-MALDI-TOF碎片信息对两嵌段共聚物MPEG-PCL进行了研究。准确地分析了嵌段共聚物的嵌段长度和嵌段分布情况，为更好地认识和应用这类嵌段共聚物提供了重要的依据，同时也建立了分析这类嵌段共聚物的方法。 利用MALDI-TOF 质谱对具有特异物化性能的共聚物—超支化聚酯酰胺进行了研究。通过对质谱结果的分析，揭示了聚合过程中出现的多种现象及产生这些现象的原因，这对优化此类超支化聚酯酰胺的反应条件有着非常重要的意义。 结合基质的应用现状和作为基质应具备的条件，对六种含有酚羟基的弱酸性黄酮类化合物进行了筛选研究。讨论了它们成为基质的可能性以及它们在MALDI-TOF质谱实验中的应用表现，确定了其中四种黄酮类化合物可以作为有效的基质。 总结了MALDI-TOF质谱分析特殊样品的思路与经验，有些种类的样品是首次得到成功地分析。这对从事MALDI-TOF质谱分析的工作者有一定的参考价值，同时也对开拓MALDI-TOF质谱分析的应用范围有着极其重要的意义。

浓度可控的聚己内酯溶液中非经典和经典环带球晶的形成—链扩散和生长速率对晶体形态的调控

本论文从高分子弱刺激强响应的软物质特性出发，以聚己内酯（PCL）作为一种示例聚合物，通过调控溶液薄膜结晶的溶剂挥发速率，进而调控晶体生长过程中溶液的浓度，研究了分子链扩散和晶体生长速率的匹配关系对环带球晶形态的调控，考察了这种浓度可控的溶液薄膜结晶的软有序化过程。 当分子链扩散通量J与球晶径向生长速率V相互竞争时，引起球晶生长过程中分子链周期性的供需不平衡，从而导致球晶的间歇性生长，生成结构不连续的非经典环带球晶。当PCL初始溶液浓度较低并在晶体生长过程中保持恒定时，在较高的结晶温度、慢的溶剂挥发速率下结晶得到了非扭曲环带球晶，无论球晶的峰部分还是谷部分都是由flat-on片晶组成；当PCL初始溶液浓度较高并在晶体生长过程中保持恒定时，在较高的结晶温度、慢的溶剂挥发速率下结晶得到了非周期性扭曲环带球晶，球晶中谷部分和峰部分的底层是由flat-on片晶组成，但随着与基板距离的增加，峰部分的结晶片层从flat-on片晶逐渐倾斜，直至出现edge-on片晶。 通过进一步调控溶液薄膜结晶中分子链扩散和晶体生长速率的匹配关系，当球晶径向生长速率V占主导时，在高分子量的PCL溶液薄膜中，在较低的结晶温度、快的溶剂挥发速率下结晶得到了由片晶径向周期性协同扭曲产生的PCL经典环带球晶。 聚合物分子量、溶液初始浓度和溶剂挥发速率等影响分子链扩散通量J与球晶径向生长速率V的参量可以调控环带球晶的形成、环带周期和片晶取向。

PS-b-PEO嵌段共聚物薄膜的结晶与微相分离

半结晶性嵌段共聚物中，嵌段间的不相容性导致的微相分离与结晶嵌段的结晶行为之间存在相互竞争与协同作用。现阶段的大部分工作主要集中于半结晶性嵌段共聚物相分离发生后的结晶行为的结晶动力学和内部链折叠，而对于结晶与微相分离同时发生时的结晶与微相分离行为的研究还较少。 本论文以半结晶性的聚苯乙烯和聚环氧乙烷的二嵌段共聚物（PS-b-PEO）薄膜为研究对象，研究其破坏性（break out）结晶行为，以及研究方形片晶与微相分离结构的关系。 首先，本论文研究了不同相分离取向对结晶行为的影响。我们通过控制膜厚得到垂直基底和平行基底的微相分离薄膜。在溶剂蒸汽中，微相分离取向垂直基底时，仅仅是有序度增加，片晶协同生成。退火时间增加，结晶成核控制生长向扩散控制生长转变，导致片晶周围树枝晶生长。微相分离结构为平行基底取向时，焓主要用于取向转变和有序度增加，体系没有片晶生成，仅边缘效应使树枝晶产生。在结晶取向方面，研究了溶剂蒸汽氛围内界面作用改变使分子链轴垂直基底（flat-on）结晶向分子链轴平行基底（edge-on）结晶的转变。随着溶剂分子扩散到基底界面，结晶嵌段PEO与基底相互作用从强变弱，是发生这种转变的决定因素。 其次，从片晶与微相分离相互转变和片晶上微相分离刷的形成两方面研究片晶与微相分离的竞争与协同关系。退火溶剂的选择性影响片晶与微相分离的竞争。在PEO不良溶剂蒸汽环己烷中发生以下转变：片晶生成，逐渐被微相分离破坏，片晶重新生成；PEO良溶剂水中仅存在结晶到微相分离的转变。即晶体溶解，与PS发生微相分离以获得能量上的有利状态。可溶解嵌段的自由体积增加和结晶嵌段的低溶胀性分别是微相分离和结晶发生的关键因素。片晶与微相分离协同关系研究上，通过调控二嵌段共聚物片晶上聚合物刷的密度（小于14.3大于3.8），获得具有微相分离结构的聚合物刷。PS-PS刷的弱相互作用以及PS与PEO（连接PEO片层结构未结晶的PEO链）之间的强不相容性对片层上微相分离刷的形成起来决定作用。

生物活性有机锗及HPCPC双水相分离生物大分子的研究

本论文内容主要分为4个部分：“有机锗化合物抑制Maillard反应的研究”、“Ge-132对体外培养幼鼠胰岛细胞的作用研究”、“PEG／磷酸盐双水相体系中生物大分子分配的研究”和“HPCPC（High Performance Centrifugal Partition Chromatography，高效离心分配色谱）双水相体系对生物大分子分离的研究”。前两部分主要从有机锗化合物防治糖尿病及其并发症的代谢机理和细胞学角度进行研究，本文引入HPCPC和双水相体系分离生物大分子的技术，为进一步阐明有机锗化合物在Maillard反应过程中的作用机理：对双水相体系中生物大分子的分配及HPCPC在双水相体系中分离生物大分子也做了大量的基础性研究，为开发HPCPC的应用作出了有价值的探索工作。本论文的主要创新点归纳如下：一、有机锗化合物对Maillard反应的抑制作用：针对国际上有机锗发展的前沿课题，在国内首先开展了有机锗化合物对Maillard反应抑制作用的研究，取得了有价值的研究结果。1、在模拟体内的生理条件下，研究了不同浓度Ge-132对精氨酸、组氨酸、甘氨酸和缬氨酸对Maillard反应荧光峰强度的影响：不同类型的氨基酸Maillard反应产物结构上的差异和不同浓度有机锗对组氨酸糖化反应420nm处特征吸光度的影响。2、苯丙氨酸是侧链带有苯环的芳香族氨基酸，是一种具有弱的天然荧光的生物小分子，其荧光最大发射位置在281.6nm。由于aillard反应是葡萄糖和氨基酸的-NHR基发生的反应，其反应产物的特征荧光在440nm附近。这两类荧光的发射位置相差较远，相互之间没有影响，因此利用荧光法观察Phe在反应过程中自身的荧光变化和Ge-132对Phe的Maillard反应荧光产物的抑制情况。3、血清白蛋白是哺乳动物体内的重要蛋白质，可作为多种内源性、外源性物质的存储和转运蛋白，其Maillard反应已经被广泛重视，但较复杂的实验条件限制了它的研究。通过观测蛋白质Maillard反应产物特征荧光的变化是一有效的研究方法。BSA的内源性荧光是由肽链色氨酸和酪氨酸残基贡献的，其最大发射位置340nm左右。其Maillard反应产物的特征荧光在440nm附近，这两类荧光发射位置相差较远，基本上没有影响，因此能够通过荧光光谱研究BSA的Maillard反应荧光产物的情况。本文观测了Ge-132对BSA的Maillard反应荧光产物的抑制作用，同时还通过荧光法确定了一个文献中没有的新的反应位点。4、本文研究了具有更高水溶性的一类双有机锗化合物(HO)_2Ge(CHR_1CHR_2COOH)_2．2H_20抑制Maillard反应的特性，结果证明它比Ge-132具有更高的抑制作用，我们通过化合物的构效关系解释了上述作用的机制。5、本文研究了Tb(Ge-132)_3和Eu(Ge-132)_3两种含稀土的配合物对氨基酸、蛋白质Maillard反应的影响，观察了稀土离子对Maillard反应体系的影响，对实验现象作出了合理的解释。二、Ge-132对体外培养幼鼠胰岛细胞的作用为进一步考察有机锗对糖尿病的防治作用，我们与白求恩医大合作，首次观察了Ge-132对体外培养的幼鼠胰岛细胞结构和功能的影响，研究了不同剂量的含锗化合物对幼鼠胰岛细胞分泌胰岛素的作用，认为低浓度的Ge-132对胰岛细胞分泌胰岛素具有明显的促进作用。该部分内容为首次报导。三、PEG／磷酸盐双水相体系中生物大分子分配的研究双水相萃取TPE(Aqueous Two-Phase Extraction)具有下述优点：生物相容性好、界面张力低、能量低、易于工业规模的放大、可以进行连续操作等。本论文系统地研究了各种蛋白质在PEG／磷酸盐体系中的分离情况，如在各种pH条件下，从6.8到9.2，各种分子量的PEG，包括PEGl000，2000，5000，6000，10000，和20000和磷酸盐双水相体系的物化性质，以及对lysozyme（溶菌酶），BSA（牛血清白蛋白），HSA（人血清白蛋白），Hemoglobin（血红蛋白）在各种体系中的分配系数，探讨了各种因素对生物大分子分配的影响。四、HPCPC在双水相体系对生物大分子分离的研究由于荧光光谱法证实了Ge-132对牛血清白蛋白Maillard反应的抑制作用。但对于如何能够分离出糖化产物，达到进行定量表征的目的是我们研究的一个重要内容。九十年代初，由日本研制出一种色谱中新技术HPCPC。HPCPC与传统的液相色谱(LC)和高效液相色谱(HPLC)不同，不需要固体作为支持体。流动相和固定相分别为两种不相混溶的液体，通过离心力的作用使其中一相作为固定相保持在类似多级萃取器的微小分配槽中，另一相作为流动相流经固定相。HPCPC在双水相体系的应用是一种利用多级连续萃取从双水相中分离生物物质的方法它具有运行时间快、高效高选择性，流动相与固定相之间比例可以任意改变，并在任何pH值均可进行正向和反向操作并且实验室规模可一步直接放大到生产规模。它不仅可以作为一种分离的工具，而且也是一种研究生物萃取反应动力学机理，反映热力学与动力学之间相关性的重要方法。本论文中研究了常用的两种双水相体系，利用PEG6000／Dex20000／H_20对BSA和Maillard反应产生的糖化BSA进行了初步分离，取得了一些阶段性结论。另外，通过对各种条件的筛选，选择了具有代表性的lysozyme和BSA，BSA和血红蛋白(Hb)进行HPCPC色谱仪上的分离，研究了色谱分离条件如：转数、流速、pH等对分离效率及理论塔板数的影响，取得了一系列重要的结论。为工业上大规模的生物样品分离提供了重要的参数。

可生物降解聚酯及其共聚物的合成

生物降解高分子材料是当今高分子材料领域的研究热点。本论文引入了一种新型的催化剂－Ca催化剂用于合成生物降解高分子PCL及其嵌段共聚物PEO－PCL、PEO－PCL－PEO、PCL－PEO，另外对嵌段共聚物PLLA－PEO的合成也做了探索性的研究。实验结果表明：1、Ca催化剂从氨钙配合物出发制备，利用各种不同的配体对其配位（如已内酯、环氧丙烷和乙腈），并在适当温度下加热陈化，催化活性得到明显的改善。2、Ca催化剂可以高效催化已内酯的聚合。详细讨论了Ca催化剂催化已内酯聚合的聚全条件。在室温至100 ℃，钙催化剂均能有效催化已内酯聚合，单体转化率接近100%。随着单体与催化剂的比值M／I、聚合温度和时间的变化聚合物的分子量MW发生相应的变化。MW与M／I的线性关系说明了钙催化剂聚合已内酯的准活性特征。高的聚合温度可以获得主的转化率，但聚合物分子量却相应降低。在一定的聚合时间内MW随着聚合时间的增加而增加，但如果聚合时间过长MW会有所降低，分子量分布变宽，说明聚合后期随着单体的减少降解反应和微量的酯交换反应显著。最高分子量出现在25万到30万左右。另外，对聚合物做了几种力学测试（强度S、模量E和伸长率σ），发现随着PCL分子量的增加，上述几种力学性能发生相应的变化。MW在20万左右时S＝28MPa，E=256MPa，σ=743%。3、 Ca催化剂既可以制备PEO－PCL嵌段共聚物，也可以制备PCL－PEO嵌段共聚物。在两种共聚物的基础上还可以继续制备三嵌段共聚物。此外，Ca催化剂还可以用于制备嵌段共聚物PLLA－PEO。通过NMR，GPC，DSC等测试手段证明所得的共聚物确实为嵌段共聚物。