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【6h】

盐稀释剂对合成D,L-丙交酯的影响及PDLLA/EC共混物的研究

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1绪论

1.1丙交酯(lactide)的概述

1.2丙交酯的制备原理

1.3丙交酯制备方法的研究

1.3.1催化剂

1.3.2原料

1.3.3生产工艺

1.3.4丙交酯的纯化

1.4聚乳酸的改性研究

1.4.1共混改性

1.4.2化学改性

1.4.3表面改性法

1.5本课题的意义和研究内容

2合成丙交酯盐稀释剂的选择及工艺条件的确定

2.1 前言

2.2实验试剂

2.3实验仪器

2.4丙交酯的合成与纯化

2.5盐稀释的选择剂

2.6盐稀释的用量

2.7焦磷酸盐对丙交酯收率的影响

2.8组合催化剂对丙交酯收率的影响

2.9正交试验

2.9.1因素水平表的制定

2.9.2利用正交表,确定实验方案

2.9.3试验的数据处理以及方差分析

2.10结果与讨论

2.10.1盐稀释剂的选择

2.10.2对比实验

2.10.3盐稀释剂量的选择

2.10.4焦磷酸对丙交酯收率的影响

2.10.5组合催化剂对丙交酯收率的影响

2.10.6正交实验

2.11本章小结

3丙交酯的分析与测试

3.1前言

3.2丙交酯的定性分析

3.2.1丙交酯熔点的分析

3.2.2丙交酯的红外吸收光谱图分析

3.3丙交酯的定量分析

3.3.1磷酸盐的鉴别和磷酸盐含量的测定

3.3.2丙交酯中残留乳酸含量测定

3.3.3丙交酯中微量水分的分析

3.4结果与讨论

3.4.1丙交酯熔点的分析

3.4.2丙交酯的红外吸收光谱图分析

3.4.3残留磷酸盐的鉴别和含量的测定

3.4.4乳酸残留量的测定

3.4.5微量水分含量的测定

3.4.6丙交酯的纯度讨论

3.5本章小结

4 PDLLA的制备和表征

4.1前言

4.2 PDLLA的制备

4.2.1实验试剂及仪器

4.2.2实验方法

4.3 PDLLA的分析测试

4.3.1 PDLLA的IR检测

4.3.2 PDLLA粘均分子量的测定

4.4结果与讨论

4.4.1 PDLLA的实验收率

4.4.2 PDLLA的红外分析

4.4.3 PDLLA粘均分子量测定的实验结果

4.5本章小结

5 PDLLA/EC共混物的制备和表征

5.1前言

5.2 PDLLA/EC共混物的制备

5.2.1实验试剂及仪器

5.2.2实验方法

5.3 PDLLA/EC的降解实验

5.3.1实验试剂及仪器

5.3.2实验方法

5.4 PDLLA/EC共混物的表征

5.4.1实验试剂及仪器

5.4.2检测方法

5.5结果与讨论

5.5.1 PDLLA/EC的降解实验结果

5.5.2 PDLLA/EC共混物降解过程中特性粘度的变化规律

5.5.3 PDLLA/EC共混物的红外光谱分析

5.5.4 X-射线衍射(XRD)分析

5.5.5热重(TGA)分析

5.6本章小结

6结论与对后续工作的建议

致 谢

参考文献

附 录

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摘要

聚乳酸(-polylactide,或polylactic acid,PLA)具有良好的生物相容性和可降解性,广泛应用于医药领域、药物控释以及环境保护等领域。聚乳酸的制备多采用乳酸脱水生成丙交酯,然后开环聚合成聚乳酸。丙交酯的产率低,同时聚乳酸的亲水性差,降解速度慢,限制了聚乳酸在生物医药领域的应用。因此,提高丙交酯的收率,改善聚乳酸亲水性,对扩大聚乳酸的应用具有现实的指导意义。 本文在乳酸低聚物高温解聚阶段,加入无机盐作为稀释剂减少低聚物的碳化,提高丙交酯的收率。探索了无机盐作为D,L-丙交酯合成稀释剂可行性;应用正交实验,研究了在盐稀释剂的作用下,D,L-丙交酯最佳的合成工艺条件;探索合成D,L-丙交酯的协同催化体系;并对D,L-丙交酯的结构和纯度进行分析检测,特别是残留磷酸盐的定性和定量分析。用自制的PDLLA和乙基纤维素(EC)进行共混改性,并对共混物的降解行为、结晶性能、热性能等方面进行了研究。 实验发现,在磷酸二氢钾的熔融稀释作用下,丙交酯的收率由25.56±0.91%提高到36.48±1.08%,证明用磷酸二氢钾作盐稀释剂,是一种能够提高丙交酯收率的有效方法。通过正交试验和方差分析,确定了合成丙交酯的最优工艺条件,并且磷酸二氢钾盐稀释剂的用量是影响丙交酯收率显著的因素。在最优合成工艺条件下,Sn(Oct)<,2>与CdO组合时,二者具有相互协同催化的作用,其丙交酯的收率最高,可达42.0%以上。丙交酯的定性和定量分析结果显示,在磷酸二氢钾盐稀释剂的作用下,丙交酯的纯度为99.4746±0.0068%,残留磷酸盐的含量仅仅为0.0013±0.00025%,不会改变丙交酯的结构和影响丙交酯的纯度。对聚合物进行IR分析,结果显示由自制的丙交酯获得的聚合物为聚乳酸,并测得粘均分子量在7万6千左右,能够满足作为药物缓控释制剂的载体材料。PDLLA与EC共混改性后,EC含量在70%-80%时降解速度最快,增加了PDLLA/EC共混物的降解率。PDLLA/EC共混物的IR谱图显示,其特征官能团峰形与EC相比出现了偏移以及强弱的变化,表明。PDLLA与.EC之间发生了多种氢键的相互作用。共混物的TGA谱图在180.29℃时出现玻璃化转变温度(Tg),证明PDLLA与EC共混后形成了宏观均匀的共混物体系,PDLLA与EC之间具有良好的相容性。在XRD图上出现了弥散峰,PDLLA/EC共混物中,PDLLA或EC的晶体完整性下降,形成无定形结构的共混物。 综上所述,利用磷酸二氢钾的稀释作用以及组合催化剂相互协同催化作用,可以显著提高丙交酯的收率。PDLLA与EC具有相容性,EC能够改变:PDLLA的结构与性能,可以提高共混物的降解速率,达到了对PDLLA改性的目的,扩大了PDLLA作为药物缓控释载体材料在两亲性药物方面的应用。

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