聚乳酸-羥脯氨酸-羥基磷灰石復合材料的制備及性能表征.pdf

1、聚乳酸（PLA）具有易生物降解、降解產(chǎn)物對環(huán)境友好、聚合單體乳酸（LA）來源豐富等優(yōu)點，優(yōu)異的性能使其成為科研人員研究的熱點對象。但是PLA為親脂性的，親水性能差導致其生物相容性較低，并且PLA材料結晶度高，使得材料具有較強的脆性，這些缺點限制了PLA的應用范圍。為了使PLA能夠滿足臨床應用，就必須對其進行改性。本論文針對PLA的親水性差和材料的脆性對其進行了共聚和物理共混改性。
　　實驗采用丙交酯開環(huán)聚合法合成聚乳酸，并對其聚合

2、條件進行了優(yōu)化，得到最佳的聚合條件：聚合溫度為130℃，聚合時間為13 h，真空度為80 Pa，催化劑的投料量為0.3％wt，聚合物的黏度達到0.97 g/dL。采用凝膠滲透色譜法（GPC）測定了聚合物的分子量，結果為：質(zhì)均分子量（Mz）6.3萬，重均分子量（Mw）5.4萬，數(shù)均分子量（Mn）4.7萬，分子量分布指數(shù)（D）1.15。通過對目標產(chǎn)物利用紅外光譜（IR）表征，核磁共振波譜表征（NMR），證明實驗成功合成了PLA。熱失重（TG

3、）和差示掃描量熱法（DSC）測得PLA的玻璃轉(zhuǎn)化溫度（Tg）為55℃，熔融溫度（Tm）為160℃，熱分解溫度（Tf）為200℃，測得的數(shù)據(jù)與已有文獻報道的基本一致。
　　實驗以羥脯氨酸（HPro）作為共聚改性單體，采用溶液-熔融聚合法制備出聚乳酸-羥脯氨酸（P(LA-HPro)）共聚物。對聚合過程中的條件進行選擇，得到最優(yōu)的實驗條件為：聚合溫度130℃，反應時間12 h，真空度70 Pa，催化劑用量3%wt。在此條件下所得共聚物的

4、重均分子量（Mw）為5.6萬，數(shù)均分子量（Mn）為6.1萬，分子量分布指數(shù)（D）為1.08。紅外光譜表征了P(LA-HPro)共聚物的特征官能團，TG和DSC對共聚物進行熱穩(wěn)定性分析，得出共聚物的Tg為45℃，Tm為155℃，Tf為173℃，熱穩(wěn)定性相對于未改性前PLA的降低。接觸角測試得出聚合物膜接觸角降至32°，材料的親水性得到很大程度地提高。降解實驗證明材料的降解速度加快，8周過后共聚物的失重率達到10%。
　　實驗以P(L

5、A-HPro)作為基體，羥基磷灰石（HA）為共混增強材料，制備了聚乳酸-羥脯氨酸/羥基磷灰石復合材料（P(LA-HPro)/HA）。通過IR表明，P(LA-HPro)和HA的混合為物理混合，混合的過程中并沒有改變兩者的化學結構。TG和DSC分析結果表明，HA的加入能夠提高材料的Tg和Tf，降低Tm。通過SEM觀察可知微米級HA粒子未發(fā)生團聚現(xiàn)象，兩種物質(zhì)的界面相容性良好。力學性能測試得出：材料的力學強度在HA的含量為9%時為最佳，此時的