聚丁二酸丁二醇酯共聚改性聚对二氧环己酮研究.doc

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1、目录第一章绪论第一章绪论1.1引言自从1932年Staudinger创立大分子学说并奠定高分子科学的基础开始，伴高分子材料随着石油化工业的蓬勃发展，现今已渗透到国民经济和人民生活的方方面面。目前，塑料已经与钢材、水泥、木材成为并驾齐驱的新型基础材料行业。然而，由于绝大多数高分子材料都是不可降解或者说至少需要经历一、二百年才能降解，现今处理这种废弃物无外乎填埋、焚烧和回收再利用。但是，塑料废弃物如果填埋在地下,长期不会分解,占地又多；焚烧处理放出有害气体,造成二次污染；回收再利用的难度大,成本高[1-3]。降解高分子

2、材料除具有普通高分子材料的特性外，在使用后能够降解，因此开发利用可降解的高分子材料是这一问题最有效的解决途径之一。1.2降解高分子材料降解性高分子材料是相对通用高分子材料而言的，其降解是因化学或物理因素所导致的聚合物的分子链断裂的过程。具体是指一定使用期限内具有通用材料制品一样的功效，而在完成一定功能的服役期后，或在远未达到使用寿命期而被废弃后，在特定的环境条件下，其物理化学结构发生重大的变化，且能够自动分解而与自然界同化的一类聚合物[4]。降解性高分子材料暴露于氧气、光、水、热、化学物质、动物以及微生物等自然环境

3、下的降解过程包括非生物降解和生物降解两大类。非生物降解又包括氧化降解、光降解、热降解和水解降解等。降解性高分子材料按照降解机理可分为光降解高分子材料、光-生物降解高分子材料和生物降解高分子材料。1.2.1光降解高分子材料高分子材料的光降解主要是指材料在受到光氧作用吸收紫外光能而光引发断链反应和自由基氧化断链反应即Norrish光化学反应而降解成对环境安全的低分子量化合物。这类对光敏感的聚合物材料称为光降解高分子材料,根据其制备方法可分为合成型和添加型两种类型[4]第一章绪论。合成型光降解塑料主要通过共聚反应在高分子

4、主链引入羰基型感光基团而赋予其光降解特性，并通过调节羰基基团含量可控制光降解活性[6]。添加型主要是将光敏助剂添加到通用高分子材料中可制得光降解高分子材料。1.2.2光-生物降解高分子材料光-生物降解高分子材料是一种兼具光降解和生物降解双重功效的可完全降解的高分子材料，是目前的开发热点之一。制备方法是在通用材料(如PE)中同时添加光敏剂、自动氧化剂等和作为微生物培养基的生物降解助剂。我国通过“八五”攻关研究在光-生物降解地膜方面取得了重大突破,淀粉型光-生物降解地膜的研究就淀粉微细化、淀粉衍生物及母料易吸水、淀粉及

5、其衍生物与PE相容性、诱导期可控等技术难题取得了重大进展[7]1.2.3生物降解高分子材料生物降解指的是由微生物产生酶，然后由酶催化生物化学反应所引起的降解反应。目前生物降解高分子材料较严格的定义是：在有氧及无氧条件下，聚合物在微生物及动植物体的作用下，其物理、化学性能发生下降及形成CO2、H2O、CH4及其他一些小分子量化合物的聚合物[8]。按照材料来源的不同，主要分为天然高分子材料、微生物合成型高分子材料和化学合成型高分子材料[10]。其中，化学合成型高分子材料具有类似于天然高分子结构的物质或含有容易生物降解的

6、官能团的聚合物。它拥有更大的灵活性，可以从分子化学的角度来设计分子主链的结构，从而来控制高分子材料的物理性能，而且可以充分利用来自自然界中提取或合成的各种小分子单体。在热塑性塑料中，只有脂肪族聚酯及其衍生物可被微生物降解。这些降解高分子主要包括脂肪族聚酯、聚碳酸酯、聚氨基酸、聚酸酐等，主要指如今已成为研究开发热点的脂肪族聚酯，如聚乙交酯（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、以及聚丁二酸丁二醇酯（PBS）等。1.2.4几种常见脂肪族聚酯1.2.4.1聚乙交酯（PGA）聚羟基乙酸的分子组成里拥有一个最短且简

7、单的重复单元–OCH2CO–，它第一章绪论来源α-羟基酸，即羟基乙酸(HO–CH2–COOH)。羟基乙酸是正常人体在新陈代谢过程中产生的，羟基乙酸的聚合物就是聚羟基乙酸（Polyglycolicacid.PGA）或者叫做聚乙醇酸。聚羟基乙酸酯，为半结晶、疏水性高聚物，结晶度大于50%，熔融温度为224~226℃，玻璃化转变温度36℃[12]。Fig.1-1ChemicalstructureofPGAPGA是第一个用于可吸收缝合线的高分子材料，具有优异的力学性能、良好的生物相容性和生物降解性，并在临床上得到了广泛的应

8、用。聚乙交酯（PGA）可以由羟基乙酸直接加热缩聚而制得，乙交酯（GA）的开环聚合是制备高分子量PGA的另一种方法。目前聚乙交酯高分子材料主要用在医学领域，特别是高附加值的生物降解手术缝合线领域。1.2.4.2聚乳酸（PLA）聚乳酸是由乳酸单体单体聚合而来。乳酸又称α-羟基丙酸和丙醇酸。由于乳酸分子中有一个手性碳原子，因而有L-、D-和D，L-3种旋光异构体。