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端基改性聚乳酸共聚物的扩链研究及其表征的中期报告

摘要：

本文选取聚乳酸（PLA）作为主链，在聚乳酸酯的侧链上引入了端基改性共聚物的化学基团，通过扩链反应合成了端基改性聚乳酸共聚物（PLA-g-TMC）。采用核磁共振、红外光谱、分子量分布等方法对共聚物进行了表征，结果表明：端基改性共聚物成功接枝在PLA链上，且分子量和分子量分布均得到了改善。

1.引言

近年来，聚乳酸（PLA）及其共聚物在生物医用材料领域得到了广泛应用。然而，PLA的熔点和熔融温度较高，不利于其在医用材料中的应用。为了改善PLA材料的性能，研究人员纷纷进行了功能化改性，例如通过共聚、接枝、交联等方法改善其热稳定性、机械性能、降解速率等。其中，端基改性共聚物的研究对PLA的性能改善具有重要意义。本研究旨在合成端基改性聚乳酸共聚物，并对其进行表征，为PLA的应用提供技术支持。

2.实验

2.1材料

聚乳酸（PLA，相对分子质量为10,000）、六亚甲基双异氰酸酯（HDI）、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）。

2.2合成端基改性聚乳酸共聚物

将PLA、HDI和DMF放入三口瓶中，并在N2保护下，在200℃下反应24h，得到端基改性的PLA-NCO。将PLA-NCO、TMC和DMF放入三口瓶中，在N2保护下，在160℃下反应12h，得到端基改性聚乳酸共聚物（PLA-g-TMC）。

2.3表征

采用核磁共振（NMR）和红外光谱（IR）对PLA-g-TMC进行表征。采用凝胶渗透色谱（GPC）对共聚物的分子量分布进行测定。

3.结果与分析

3.1NMR谱

图1为PLA和PLA-g-TMC的NMR谱。PLA的NMR谱中仅有一组峰，而PLA-g-TMC的NMR谱有两组信号，其中一个由PLA主链部分贡献，另一个由TMC侧链部分贡献。这表明TMC已经成功接枝在PLA链上。

3.2IR谱

图2为PLA和PLA-g-TMC的IR谱。PLA的IR谱中显示出C=O峰和C-O-C伸缩振动峰，而PLA-g-TMC的IR谱中除了上述两组峰外，还有羧基和亚甲基峰，这说明端基改性的共聚物成功合成。

3.3GPC结果

表1为PLA和PLA-g-TMC的GPC结果。PLA的分子量为10,000，分子量分布较窄，约为1.2。而PLA-g-TMC的分子量为11,000，分子量分布提高到1.5，这说明通过扩链反应，可以得到相对分子质量更大、分子量分布更广的端基改性聚乳酸共聚物。

4.结论

本研究成功合成了端基改性聚乳酸共聚物，并对其进行了表征。NMR和IR谱表明，端基改性共聚物成功接枝在PLA链上，而GPC结果表明，扩链反应可以改善共聚物的分子量和分子量分布。这为PLA的应用提供了一定的技术支持。