《高分子量sb-PLA的合成及其sc-PLA材料結構與性能》是依託復旦大學，由范仲勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高分子量sb-PLA的合成及其sc-PLA材料結構與性能
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：范仲勇
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬以左旋或右旋乳酸為原料，開環聚合PLLA或PDLA預聚體。採用鏈端基活化技術，製備高分子量的PLLA-PDLA立構嵌段共聚物（sb-PLA）。研究合成條件對sb-PLA分子量及其分布、鏈序列結構的影響，發展sb-PLA合成技術的新方法。利用選擇性酶降解法，富集sc-PLA單晶及聚集體，直接觀測sc-PLA晶體結構，研究其結晶熱力學、動力學及形貌，揭示sc-PLA結晶機制，闡明sc-PLA材料結構對性能的影響。在此基礎上，以多官能團化合物為起始劑，製備高分子量的星型sb-PLA嵌段共聚物及其立構複合體材料。研究星型sc-PLA立構交聯網路的生成、解離和再生成的機制，探討星型sc-PLA的結晶熱力學、動力學和形態，闡明材料的凝聚態及轉變行為對性能的影響。為耐熱可降解sc-PLA工程材料的研究提供理論與實驗依據。
結題摘要
在最佳化的合成條件下，分別合成了線性或三枝化聚乳酸預聚體，採用預聚體鏈端基活化技術，製備高活性鏈端基預聚體。以其作為引發劑，與預聚體不同旋光性的丙交酯開環共聚合，製備數十萬數均分子量、高立構規整度的sb-PLA嵌段共聚物。項目開發的製備sb-PLA技術具有合成的共聚物分子構型與鏈序列結構可控、分子量和立構規整度高的特點。 基於對sc-PLA熔體中立構複合結構的溫度、時間轉變效應的發現，提出sc-PLA立構複合熔體結構特徵溫度Tcr。研究了分子量、鏈段結構、溫度和時間對sc-PLA立構複合體形成與解離的影響，揭示了sc-PLA的“結晶記憶”效應和熔體再結晶的“自成核”機理。基於此原理，研究了sc-PLA對PLLA同質異相誘導結晶機制及sc-PLA/PLLA材料。 研究了sb-PLA的分子量、序列結構對其sc-PLA結晶熱力學、動力學的影響，理論分析和計算sc-PLA成核與晶體生長機理；闡明了sb-PLA分子結構對sc-PLA結晶成核密度、片晶和球晶的結構及尺寸的影響機制；揭示了三枝化sb-PLA熔體結晶僅生成熔點＞200度的sc-PLA晶體的結構-性能特點。項目開發的高分子量sc-PLA材料的拉伸強度＞100MPa，斷裂伸長率＞50%，楊氏模量約2.8GPa。此外，利用蛋白酶K對sb-PLA的選擇性降解行為，對富集的sc-PLA晶體結構與形貌進行了詳實探討。基於對sb-PLA鏈結構、分子量、結晶及形態等對sc-PLA材料的降解行為的調控，利用相分離及微結構控制，探討製備sc-PLA多孔膜材料技術。對sb-PLA/石墨烯納米片（GNS）納米複合材料進行了研究，從sc-PLA結晶行為與結構闡述GNS對sc-PLA異相成核作用及sc-PLA凝聚態轉變機制。 採用不同旋光性的聚乳酸與三亞甲基碳酸酯合成了線型PLA-TMC嵌段共聚物並製備了sc-PLA-TMC新材料。探討TMC鏈段對sc-PLA-TMC結晶、結構與性能的影響。當TMC摩爾含量高於5 %時，sc-PLA-TMC材料僅生成熔點高於200度的sc-PLA晶體，開發出耐熱性和韌性均優於通常的PLLA-PTMC的新材料。 基於sb-PLA嵌段共聚物的結構控制與其sc-PLA材料200度下仍具有良好的物理性能的優勢，開發了環保型高撓性sc-PLA薄膜並研究了溫敏型仿人工皮膚自感應電子器件。
