聚异丁烯基嵌段共聚物生物材料的研究

发布时间：2017-06-25 04:01

  本文关键词：聚异丁烯基嵌段共聚物生物材料的研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：生物医用材料以其独特的生物可适应性,环境友好特性在近些年环保主义以及健康主义盛行下,获得了越来越多的关注以及广泛的应用前景。本文通过采用聚异丁烯大分子引发剂引发丙交酯聚合制备聚异丁烯基的生物医用材料。主要包括以下内容：1、采用TMPCl (CumCl)为引发剂,以FeCl3/ED引发体系引发异丁烯活性阳离子聚合,并以丁二烯作为封端剂制备烯丙基氯端基的聚异丁烯PIB-Allyl-Cl, Cl-Allyl-PIB-Allyl-Cl;在先后探究活性聚合时间,封端聚合时间以及封端剂用量之后,在T=-80℃下,获得分子量分布窄(PDI=1.1-1.16),分子量可控(Mn=2800～11000),结构清晰,烯丙基氯端基含量约93%的端基官能化的聚异丁烯。2、以CumCl (DCC)为引发剂,采用FeCl3/ED体系引发异丁烯活性阳离子聚合,以烯丙基三甲基硅烷对聚异丁烯活性链末端进行封端,制备烯丙基端基的聚异丁烯。通过探究实验条件,在T=-80℃下,可以制备得到烯丙基含量为96%～99%的聚异丁烯,分子量控制较好(Mn=1300～7800),分子量分布较窄(PDI=1.1-1.14)。FeCl3/ED体系相比TiCl4等,可以大大降低封端剂使用量,且金属残留更少,生物毒性更低,尤其以烯丙基三甲基硅烷作为封端剂,更是在FeCl3体系下首先实现了对聚异丁烯的烯丙基封端。3、对高烯丙基氯含量的聚异丁烯(PIB-Allyl-Cl)进行水解反应,使烯丙基氯端基100%转化为烯丙基羟基；对烯丙基端基的聚异丁烯(PIB-Allyl)进行硼氢化实验,制备羟基化的聚异丁烯,转化率100%,产率84%。4、以不同结构的小分子醇引发丙交酯的开环聚合,探究醇类结构对于丙交酯开环聚合的影响。5、以不同途径制备的端羟基聚异丁烯(PIB-Allyl-OH, PIB-OH)作为大分子引发剂引发丙交酯的开环聚合,并对嵌段聚合物进行结构性能表征,可以看到聚合物软硬段的不同微观结构以及热性能改变。
【关键词】：活性阳离子 异丁烯 烯丙基三甲基硅烷 烯丙基 丙交酯
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ317;R318.08
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-34
• 1.1 高分子生物医用材料研究与应用14-17
• 1.2 不同引发体系下异丁烯及其他单体的活性阳离子聚合17-24
• 1.2.1 TiCl_4体系下的活性阳离子聚合18-20
• 1.2.2 BCl_3体系下的活性阳离子聚合20-21
• 1.2.3 FeCl_3体系下的活性阳离子聚合21-24
• 1.3 官能化聚异丁烯与其嵌段聚合物24-28
• 1.3.1 聚异丁烯末端改性24-25
• 1.3.2 聚异丁烯基嵌段聚合物25-28
• 1.4 聚丙交酯聚合的研究28-31
• 1.5 聚丙交酯聚异丁烯嵌段聚合物研究31-32
• 1.6 本课题目的与意义32
• 1.7 本课题主要研究内容32-33
• 1.8 本课题的创新之处33-34
• 第二章 实验部分34-42
• 2.1 实验药品及仪器34-36
• 2.1.1 实验药品35
• 2.1.2 实验仪器35-36
• 2.2 聚合实验过程36-37
• 2.2.1 大分子单体的合成36-37
• 2.2.2 嵌段聚合物的合成37
• 2.3 测试与表征37-42
• 2.3.1 转化率37-38
• 2.3.2 微量水含量测定38
• 2.3.3 GPC测试38
• 2.3.4 NMR测试38
• 2.3.5 DSC测试38-39
• 2.3.6 TGA测试39
• 2.3.7 傅里叶变换红外光谱测试39
• 2.3.8 不同结构PIB含量的NMR计算方法39-40
• 2.3.9 AFM测试40
• 2.3.10 水接触角测试40
• 2.3.11 相差显微镜测试40-42
• 第三章 结果与讨论42-76
• 3.1 末端烯丙基氯官能化的PIB-Allyl-Cl的合成与表征42-52
• 3.1.1 TMPCl/FeCl_3/ED单端引发体系制备PIB-Allyl-Cl42-50
• 3.1.2 CumCl/FeCl_3/ED引发体系制备PIB-Allyl-Cl50-51
• 小结51-52
• 3.2 PIB-Allyl的合成与表征52-62
• 3.2.1 CumCl/FeCl_3/ED引发体系制备PIB-Allyl52-61
• 3.2.2 DCC/FeCl_3/ED引发体系制备PIB-Allyl61-62
• 3.3 大分子引发剂PIB-Allyl-OH以及PIB-OH的合成与表征62-64
• 3.3.1 PIB-Allyl-Cl水解制备PIB-Allyl-OH62-64
• 3.3.2 PIB-Allyl硼氢化反应制备PIB-OH64
• 3.4 PIB-b-PLLA的合成与表征64-71
• 3.4.1 小分子醇引发L-LA聚合合成PLLA65-67
• 3.4.2 大分子引发剂引发L-LA合成嵌段聚合物67-71
• 3.5 嵌段聚合物的表征71-76
• 3.5.1 嵌段聚合物的DSC表征71-72
• 3.5.2 嵌段聚合物的TG表征72
• 3.5.3 嵌段聚合物的AFM表征72-73
• 3.5.4 嵌段聚合物的PCM表征73-75
• 3.5.5 嵌段聚合物的水接触角表征75-76
• 第四章 结论76-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-84
• 研究成果及发表的学术论文84-86
• 作者和导师简介86-87
• 附件87-88

【参考文献】

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1 吴一弦,张文芝,武冠英;拟活性阳离子聚合——异丁烯与苯乙烯嵌段共聚物的合成与表征[J];合成橡胶工业;1992年05期

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本文编号：480636