（材料学专业论文）plca系列共聚物对聚乳酸的改性研究.pdf

摘要 本文用直接熔融缩聚法合成了聚乳酸( p l l a ) 和l 乳酸柠檬酸共聚物 ( p l c a ) ，在催化剂n ，n 二甲胺基吡啶和偶联剂二环己基碳二亚胺的存在下分 别用聚乙二醇( p e g ) 和羟封聚乳酸( o h p l l a ) 对p l c a 进行扩链，制得了一系 列侧链带羧基的l 一乳酸共聚物。在对其结构进行表征的基础上，进一步研究了 这些共聚物的热性能、亲水性能及体外降解性能。将p l c a 加入到p l l a 中制得 了系列p l l a j p l c a 二元合金，并对该合金的相容性、拉伸强度、亲水性及体 外降解性能进行了研究。d s c 和s e m 的研究结果表明，当p l c a 含量为5 0 时， p l l a p l c a 中两组分是相容的。将制得的乳酸类共聚物作为增容剂( c p t ) 及 降解速率调节剂加入到p e g 含量为3 0 的p l l a p e g 共混体系中，对 p l i _ a p e g c p t 三元共混体系的相容性、力学性能、亲水性及降解性能进行研究， 结果表明，c p t 的加入提高了p l l a p e g 共混体系的相容性和拉伸强度，并使 其亲水性能和降解性能在一定范围内得以调节。 关键词：聚( l - - $ l 酸) ；l - - ! l 酸柠檬酸共聚物； 聚乙二醇；增容剂 共混：相容性；亲水性i降解 a b s t r a c t i nt h i s t h e s i s ，p o l y ( l - l a c t i ca c i d ) ( p l l a ) a n dp o l y ( l l a c t i c c o c i t r i ca c i d ) ( p l c a ) w e r ep r e p a r e db yd i r e c t l ym e l tp o l y c o n d e n s a t i o n m e a n w h i l e ，a l t e r n a t i n gm u l t i b l o c k c o p o l y m e r sw i t hd i f f e r e n tb l o c kl e n g t h so fp l c a a n dp e go rp l l aw e r eo b t a i n e d f r o mt h e p o l y c o n d e n s a t i o n r e a c t i o n sb e t w e e np l c aa n dp e go r d i h y d r o x y l a t e d p l l a i nt h e p r e s e n c e o f d i c y c l o h e x y l c a r b o d i i m i d ea n d n n d i m e t h y la m i n o p y r i d i n e a sc a t a l y s t s t h es t r u c t u r ea n dm o l e c u l a r w e i g h t so f t h e h o m o p o l y m e ra n dc o p o l y m e r sw e r ec h a r a c t e r i z e db y1 h - n m ra n dg p c ，a n dt h e n t h e i rt h e r m a l p r o p e r t y ，h y d r o p h i l i t y a sw e l la s d e g r a d a t i o n r a t e sw e r es t u d i e d p l l a p l c ab l e n d sw i t hd i f f e r e n t p l l a p l c ar a t i o sw e r eo b t a i n e dt om o d i f yt h e p r o p e r t i e s o fp l l a p h y s i c o c h e m i c a la n dm o r p h o l o g i c a lp r o p e r t i e ss u c ha sp h a s e m i s c i b i l i t y , t e n s i l es t r e n g t h ，w a t e ra b s o r p t i o n ，s u r f a c eh y d r o p h i l i t ya n dd e g r a d a t i o n r a t e sw e r e i n v e s t i g a t e d i t w a sc o n c l u d e df r o md s ca n ds e mr e s u l t st h a t p l c a p l l ab l e n d sw e r em i s c i b l ei nt h e5 0 p l c ac o n t e n t t h ea b o v e - s y n t h e s i z e d c o p o l y m e r s w e r ea d d e dt o p l l a p e g ( 7 0 3 0 ) b l e n d s a s c o m p a t i b i l i z e r s a n d d e g r a d a t i o n a 谢u s t i n ga g e n t s a n dt h e c o m p a t i b i l i t y , t e n s i l es t r e n g t h ，h y d r e p h i l i t y t o g e t h e rw i t hd e g r a d a t i o nr a t e so f t h et e m a r yb l e n d sw e r ed i s c u s s e di nd e t a i l t h e c o m p a t i b i l i t ya n dt e n s i l es t r e n g t ho f t h ep l l a p e gb l e n d sw e r ee n h a n c e db yt h e s e c o m p a t i b i l i z e r s a tt h e s a m et i m e ，t h eh y d r o p h i l i t ya n dd e g r a d a t i o nr a t e so ft h e s e t e r n a r yb l e n d sw e r ea d j u s t e dw i t h i nt h es t u d i e dr a n g e k e y w o r d s ：p l l a ；p l c a ；p e g ；c o m p a t i b i l i z e r ；b l e n d s ；c o m p a t i b i l i t y ； h y d r o p h i l i t y ；d e g r a d a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得鑫洼盘鲎或j e 他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所伽的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：佰7 i 签字日期：扫一2年月u 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解基壅盘茔有关保留、使用学位论文的规定。 特授权鑫洼盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供套阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名： 伯名j 导师签名 ， 签字日期：2 。吃年f 月i o 日 姚罅砻 签字日弱j ：2 州z ，年6 月7 7 日 大滓人学硕l 学位i ：色文 第一章文献综述 1 1 序言 聚乳酸( p l a ) 是一种无毒、无刺激性，具有良好生物相容性，可生物分 解吸收，强度高，可塑性加工成型的高分子材料它在人体内代谢最终产物是 c 0 2 和h z o ，中间产物乳酸也是体内诈常糖代谢的产物，所以不会在体内重要器 官聚集，因此被f d l 批准用做医用手术缝合线、多肽和蛋白药物的释放、组织工 程等领域。聚乳酸的合成研究始于5 0 年代，多是由乳酸直接脱水缩聚得到相对 低分子量的聚乳酸。7 0 年代开始丙交酯间接合成高分子量的具有旋光性的d 或 l 型p l a ，并用于药物制剂和外科等方面的研究。同时为克服p l a 单靠分子量 及分布来调节降解速度的局限，开始合成以p l a 为主的各类共聚物。进入8 0 年 代以来，随着p l a 及共聚物的应用领域，特别是在生物医学工程领域的不断扩 大，对其合成机理、不同结构及组成的共聚物的合成及应用研究日益深入，相继 有相关文献报道【。5 1 。近年来，随着p l a 及其共聚物在骨科材料及药物控释制剂 等方面新产品的不断开发，在超高分子量p d l l a 的制备，具有组成和结构，降解 速度可控的p l a 及共聚物的合成，新型高效无毒的稀土催化剂的机理研究。以及 在抗癌化疗用药、多肽、疫苗制剂上的应用等方面又有新的进展。 1 2 乳酸的合成方法 通常，p l a 的制备有两条路线，即直接缩聚法和开环缩聚法。直接缩聚法就 是乳酸在合适的催化剂存在下直接脱水缩合生成聚乳酸。开环缩聚法，即先用乳 酸合成丙交酯( l a ) ，l a 再丌环聚合制各p l 。a 及其聚合物。 1 2 1 直接法 即乳酸直接脱水缩合反应合成p l a 。早期直接法合成的p l a 相对分子量都 不大于4 0 0 0 ，强度极低，易分解，无实用性。 最早，人们普遍认为直接缩合不可能得到高分子量的p l a 。1 9 9 5 年，日本 m i t i s h i 公司的a j i o k a 【6 】等用溶液缩聚制备出了重均分子量达3 0 万的p l a 。随后， 又有人报道了用本体聚合制备高分子量p l a 的方法【”。但这两种方法所用的催 化剂毒性较大且不宜除去，因此，使用无毒催化剂或不用催化剂直接缩聚生成高 分子量p l a 将是今后研究的焦点。 近来，出现了一些新的更为简单的获取高分子量聚乳酸的方法。可用1 ，6 一己撑二异氰酸酯( h d i ) 对直接缩聚的低分子量聚乳酸进行扩链，得到的产物 相对分子量达7 6 0 0 0 8 1 。也可合成以羟基封端的聚乳酸低聚物，然后用h d i 扩链 制得聚氨酯弹性体。 但直接缩聚法在进一步提高分子量和控制分子量分布方面存在一定的缺陷， 犬洋人学硕 ：学位论文 如果这两方面能得以提高和改善，则直接缩聚法的经济效益和发展前景是非常乐 观的。 1 2 2 间接法 到同前为l 匕p 【a 主要是通过l a 的丌环聚合制得。依据引发剂的不同，l a 的 ”环聚合川分为l f 离子聚合、负高于聚合利配位聚合。【。a f 离子丌环柴合1 ：| 质 j n 睃作悱化剂，引发剂逊攻内酯环外讯翁离子，按烷氧键断丌方式生成闭离子，卢 l i i j 体，从进仃 _ j j ；增l ：h c ( j g ) 7 9 3 91 5 1 3 62 5 1 04 7 6 5 7 4 3，i 4 93 l 0 。2 7 新摊列再生成更完善的结晶，这就是结晶放热略的出现。这也说明在溶裁挥发成 膜的过程中，p l l a 的结品并不完善，其结晶度仅为2 1 9 。第二条曲线是p l l a 从1 6 0 。c 淬火n - 5 0 0 c 后，再次升澄辑得。熬第二条蕴线可毯看出，淬火后聚合 物的熔点和熔融焓下降这是因为淬火过程中，p l l a 形成的晶体没有溶剂挥发 过程中形成蠡冬晶体完善，雨量结晶凄遣交低瑟致。 幽3 , 3p l l a 的w a x d 谱图 f i g 3 3w a x d o fp l l a 天津大学硕十学位论文 用广角x 一射线衍射( w a x d ) 迸一步研究p l l a 鹩缩晶佳能，如图3 3 新 示。由图3 - 3 可以看出，p l l a 有明显的结晶衍射峰和非晶态衍射峰，进步说 嘲p l l a 愚稀半结鑫静聚合榜。涛聚合耪的衍蔚强谱迸 薯函数羧台分崦，+ 求蠢 品区峰的衍射强度和非晶区峰的衍射强度。其衍射峰的面积比值可近似的褥作为 黎合耱黼嚣帮菲蠡医赘质爨滗。强黧p l 。a 敬绩菇发x c 为4 7 。 将直授熔融法制得的p l l a 闻分子蠛相近的幽l 丙变酯开环聚合制得的 p l l a 辐魄，其颈貔理犍g 热表3 。3 矮示。从中霹以羲出分别由这瘸秘方法毒l 褥 的p l l a ，其玻璃化转变温度相差不大，但是直接法制得p l l a 的熔点较由l - 秃交穗开环制褥麴p 己l a 爨，这霹能是嚣为出熔融缀聚利褥p 王l a ，出于合成时 的温度比较高，使得反应过程中存在一定的外消旋，分子链的排列不如开环制得 的p 乩a 规整，导皴直接法制 ：导豹p l 乙a 的结晶究善程度降低，熔点下降。 表3 3 不同方法剞褥的p l l a 的物理性能比较 t a b 3 3 p h y s i c a lp r o p e r t i e so fp l l ab yd i f f e r e n tm e t h o d s p l l a 分子爨分蠢t g ( ) t 。( ) 拉 审强度( m p a ) 赢接缩聚 1 8 3 5 7 4 3 开环聚合伪j 【a 】：m 。= 1 4 l 酽 1 4 0s 8 【b i ：m f 7 0 x1 0 4 1 5 1 ，41 6 8 6 1 5 82 1 3 6 3 1 2 p l c a 酶合成与表征 聚乳酸的化学结构决定了其性能上的局限性：疏水性和缺少可化学反应性 宙能团。遮就使褥聚乳酸径应系，尤箕趸医学应瘸方瑟受巍很大蔽翩。困笼，麓 备含功能侧基的欺聚物成为必然。羧基因其具有良好的亲水性和可化学反成性被 引入到聚乳酸的侧链主，稳主要怒逶过将含有羧萋黪羟萋酸或氨蒸酸骰戒葶霆嚣交 酯相似的环状，然后与丙交酯开环聚合所得。这种制备工艺因其过程复杂，成本 太高一壹不能较箍广应蠲。 柠檬酸分予中含有三个羧基，个羟基。若能将其加入到聚乳酸的分予链 中，羯舀予羧基戆存在，将溺对砖浆爨酸鼢亲承缓合及簿解速率怒到一定豹灞节 作用。本文合成了柠檬酸含量不同的乳酸( l a ) 柠檬酸( c a ) 共聚物p l c a ， 箕基本物避性疑参数翔表3 , 4 掰零。 天津火学硕士学位论文 a ：蘑娃理过程中，粥酮为溶剡，承为、蜣淀剡； b ：后处理过程中，氯仿为溶剂，乙醚为沉淀荆。 l a c a 共聚过程与p l l a 的合成过程致，倦为了防止柠檬酸分解，将聚 台温度控制在1 5 0 。c 之内。为了除去来反成的柠檬歉及乳酸，反应结束后，将聚 合反应得到的粗产物溶予丙酮，用过量的蒸馏求沉出，多次洗涤聪，真空干燥， 于导共聚物p l c a l 2 积p l c a 2 4 。 为了褥到较离分子量瀚共聚褥，将荚聚镌p l c a l 2 和p l c a 2 4 分稍溶予氯仿， 然后用过擞的乙醚沉淀。结果发现由于p l c a l 2 的分子量太低，几乎不能用乙醚 流出。p l c a 2 4 经己醚演磁螽得p l c a 2 4 。 由表3 4 可以看出，随着共聚物中柠嫌酸组分的增加。聚合物的产率和分子 量鄹下降。柠檬酸分子中羧蒸含蘩楚羟基的三蘩，隧饕逶糕辩穆檬簸含量魏增龆， 共聚体系 c o o h o h 的比增加，从而导致最终分子量的减小，所以p l c a l 2 麓分子量要姥p l c a 2 4 懿低。嚣蹲爨子跨攘羧翌努熬增嫠，p l c a l 2 中豹羧鏊含量 比p l c a 2 4 增加。 p l c a l 2 彝p l c a 2 4 鹤h - n m r 蘧图熬强3 4 爨示。化学毽移为65 。1 6 积6 l ，5 8 处的强吸收峰分别对应于乳酸单元的次甲基质子( b ) 和甲熬质子( a ) 。但 柠檬酸攀元土蕴予63 0 戳逅豹亚学基凄予蛔吸收峰不明擞，将62 魏65 蚓的谱 图局部放大后可以看出，p l c a l 2 和p l c a 2 4 在63 , 0 和63 6 5 附近出现了一系列叠 搬鹣肇峰。单体柠檬酸主鼗甲基矮子豹吸收蜂出璐在63 0 附近，靼乳酸共聚后， 柠檬酸单元上和侧链羧基或端羧麓相连的亚甲基质子( g ) 的化学位移没有太大 黪移动，仍在53 , 0 附近，蔼和大分子链上醮基相连的亚甲基质予( f ) 的化学位 移则向低场移动，出现在63 6 5 附近。比较p l c a l 2 和p l c a 2 4 的髑部放大图中g 和f 的相对峰面积，可以看出，p l c a 2 4 中位于大分子链中的柠檬酸单元要远少 于p l c a l 2 这怒因为p l c a l 2 中含有更多的柠檬酸单元。p l c am 2 和p l c a 2 4 的 局部放大峰在64 3 5 附近都出现了一个规整的四种峰，这是和柠檬酸单元相连的 天滓火学硕十学位论文 c h t c c l8 h o c h to r o - c l 一- c 忆t 二一 g 一 _ 一 ： 一a 。一，燕。 。吨 o 毪 。 ， ， n l l tk ij ( p l c a t 2 ) 一一羔一! 一 。k 叶。，愀。腑 毳 l r b t 。，。j 丁一：一r t 1 r t 看 ( p l c a - ，4 ) 图3 4 按聚物p l c a 的h w n m r f i g 3 4 h - n m r s p e c t r ao f p l c a i nc d c l 3 一一 啦7 罡 一 哩， 一一 | | 一 p 篙 厂 哩； 一 叩 一 鲞堡盔堂堡主堂垡堡塞 乳酸上的次甲基质子吸收峰( e ) 。对于均聚物p l l a 来浇，帮p l l a 端羟蕊棺连 的次甲基氢的峰出观在64 2 0 ，而和p l l a 端羧基相连的次甲基氢的峰出现在6 4 9 9 。图3 4 中64 2 0 没有峰出现，可以判断出l a j c a 共聚物分子的稿基为巍酸 单元的羧基或者柠檬酸单元。 ( f i r s 0 鎏3 5 共聚物p l c a 的d s c 曲线 f i g 3 5 d s cc u r v e so fp l c a 2 opt_； o p o 叫 天津大学硕士学位论文 图3 5 楚p l c a t 2 ，p l c a 2 4 的d s c 益线，其对应的转变温度和烩值列与袭3 5 中。比较p l c a l 2 和p l c a ：1 4 的d s c 曲线，可以看出随着共聚物中柠檬酸组分的 增茄，共聚物静玻璃纯温度帮淹点筠降低，络融吸熟始减少。这可能是西为体积 较大的柠檬酸单元的存在，打破了p l l a 中舰整的键结构，从而导致共聚物的结 赫波和t 弱傣完善器寝我下辩。 聚合物 p l l a p l c a l 2 p l c a 。2 4 表3 5p l c a 勰热性能参数 t a b 3 5t h e r m a ip r o p e r t i e so f p l c a t m t 黛h 堇mh e 1 5 l3 65 7 4 37 9 3 92 5 1 04 7 6 1 0 4 。8 44 4 8，0 6 8 3 9 1 3 0 1 64 7 4，1 7 3 2 根据p l l a 和l a c a 共聚物的熔融焓和结晶焓，用式3 1 对英结晶程度作 一个糖略的估计j x ：a h m - a h c 1 0 0 ( 3 1 ) 9 3 式中的h 。，a h 。分别为聚合物升温过程中的熔融焓和结晶焓：9 3 j g 是1 0 0 结晶p l l a 的熔融焓4 2 1 。计算缨果如表3 6 联示。可以蠢出，髓着柠檬骏单元 的增加，凝聚物的结晶度下降。 表3 6 共聚物的结晶度 t a b ，3 6c r y s t a l l i n i t yo f p l c a p l c a j 2p l c a 2 4p l l a x 。( ) 3 0 + 71 8 。62 1 + 9 x 。( ) 6 1 33 94 7 a ；d s c 法溯定；b ：w a x d 法测定 为了避一步磺究共蒙物豹结鼓情况，对共聚物p i c a l 2 帮p l c a 2 4 徽广角x 射线衍射分析，如图3 6 所示。由闺3 6 可以看融，同p l l a 相似，共聚物都有 比较明显黥结晶愆射峰，这说明p l c a l 2j 日p l c a 2 4 也是半结晶聚合物。糖浆台 物的衍射图谱进行函数拟台分蜂，求出晶区峰的衍射强度和非晶区峰的衍射强 度。其织射峰的露积比值弼近似的看 乍为凝合物懿区和非龉区的顾量比。分别计 算共聚物的结晶度x c 列于表3 + 6 中。从装3 6 可知，同由d s c 箅出的结果稻 犬津大学硕七学位论文 似，由w a x d 测得的结晶度，p l l a 的最大，p l c a 2 4 次之，p l c a l 2 最小。这是 因为柠檬酸单元中含有较长的侧链，影响分子链的规整排列，造成随着柠檬酸单 元的增加，聚台物的结晶性降弱。 1 02 0 3 0 q 0b u b u 图3 6p l c a 的w a x d 谱图 f i g 3 6w a x d o f p l c a 同用d s c 算出的结晶度相比。用w a x d 测得的三种聚合物的结晶度都偏大 天津大学硕十学位论文 这可能是由于测量方法不同所引起的系统误差造成的。 3 1 3p l c a p l l a 多嵌段共聚物的合成与表征 由前面的分析可知，p l c a 中的柠檬酸单元主要在端基上，这种结构显然对 p l l a 的亲水性及降解性能有一定程度的改善。但随着端基在降解初始阶段的脱 出，侧链羧基对聚乳酸的影响会很快减弱。为了将羧基置于p l l a 分子链的侧链 上，本文从分子设计的观点出发，合成了p l c a p l l a 多嵌段共聚物，并对其结 构和性能进行了研究。 n ，n 二甲股基吡啶( d m a p ) 是一种高效的酰化反应催化剂，与传统的酰化反 应催化剂相比，具有催化效率高，反应温度低，收率高等特点。在二环己基碳二 亚胺( d c c ) 的存在下，d m a p 可催化位阻大的酸和醇的酯化反应。k a n g 等人 l s q 用d m a p 和d c c 作催化体系，成功的合成了聚乳酸和聚7 , - - 醇的多嵌段共聚 物。本文采用这种方法合成了p l c a p l l a 的多嵌段共聚物。 3 1 3 1o h p l l a 的合成与表征 由上述分析可知，l a c a 共聚物的分子链是羧基封端的，这就为对l a j c a 共聚物进行扩链提供了基础。本实验合成出分子量和l a c a 共聚物相当的羟封 端的p l l a ，用于对上述制得l a j c a 共聚物扩链。 c h 3ohoo叫3o h 。一；一8 斗o - - 一8 七。一q ， t 转a ，这怒毽为三葶睾共混铭掰 添加的第三组分p l c a l 2 - p l l a ，p l c a l 2 一p e g ，p l c a l 2 的亲水性依次下降的缘故。 x ， 翻5 7 共混耪t b d ，t b e ，t b f 静接辍角淹第三缎分增麓瀚交纯鹭线 f i g 5 7c o n t a c ta n g l eo f p l l a p e g c p t l 2t e r n a r yb l e n d sa saf u n c t i o no f c p t l 2 同t b a t b b ，t b c 相比，图5 7 中t b d ，t b e ，t b f 的接触角随蓍第三组分加 入懿增大速攀交靛爨为明显，这同撵是 = = | 予对应蛉第三缝分亲痰搜交差辑逡残 的。 5 5p l l 艚e g 忿h 纛元共混体系的俸黔降解性靛研究 s ，5 1p e g 的加入对p l l a 降鳃性能的影响 图5 8 摄p l l a 和b b 在缓冲溶液中的失重分数与降解时间的关系。出于所 有毅辫解懿焚漫骥都具枣辐阉的疆积，因此图中的曲线实际上也代表了单位疆粳 的失藿与降解肘且j 的关系。可以看到，由于p e g 的加入，使得b b 的重量损失 天津火学硕十学何论文 速率在降解时间内商于p l l a 。共混物b b 的重量损失由两部分组成，郎p l l a t i m 口，d a y 涮5 8p e g 的抽入对p l l a 降解性毙豹影响 f i g 5 8e f f e c to f p e go nd e g r m a t i o no f p l l a 的降解和p e g 溶出。在降解的前两天内，共混体系b b 的熏量损失主要是由p e g 的溶出引起的。隧着时间的延长，p e g 在共混体系中的宙量越来越少，其溶出 的比例也就越来越小，相同时间间隔内b b 的重量损失减少。由于p e g 的加入， 使得b b 中p l l a 和水的接触面积变大，因此b b 中的p l l a 的降解速率变大， 表现为在降解后期，b b 的质量损失速率一直比p l 王a 大。 5 5 。2p l c a 对p l l a p e g 降解速率麴影响 图5 9 是p l c a 对p l l a p e g 共混体系降解速率的影响。其中( a ) 和( b ) 分别是t b a 翻t b d 三元共混体系样晶的质量百分数随着降解对闽的变化曲线， ( c ) 是不同组成不同含量的p l c a 形成的共混体系降解两天后的质量损失曲线。 出图5 。9 ( 5 和( b ) 可以看出，降解进行两天盾，共混体系的质量损失百分数 都比较大。然后随着降解时间的延长，共混体系的降解速率平缓增加。三元共混 体系t b a 和t b d 的重量损失出三部分组成，p l l a 的降解，p e g 的溶出，p l c a 的降解。由于p l c a 的分子量低，分子链上羧基含量多，所以三元共混物在降解 初期的降解速度比较快，p l c a 降解后生成的小分子从共混物里溶出，随着降解 时闻的延长，共混纺的重量损失速率比降解初期降低，这是因为分子量较离的 p l l a ，其降解初期产物的分子量也比较黼，不易从共混物中溶出。 由图5 9 ( c ) 可戳看出，在降解迸行两天后，随着p l c a l 2 的增加，三元共 混体系t b a 在降解过程中的质爨损失百分数增加，但增加速度逐渐变缓。三元 共混体系t b d 的质量损失百分数随着p l c a 2 4 含量豹增加先增大，甭后又稍有 天津大学硕士学位论文 t i m e ，d a y ( a ) t i m e ，d a y ( b ) x 强 ( c ) 圈5 9p l c a 豹加入对p l l a p e g 共混体系酶躲性能的影蝻 f i g 5 9e f f e c to f c o n t e n to f p l c ao nd e g r a d a t i o no f p l l a ，p e gb l e n d s 一磷一棼3冀嚣攀兽摩鬈ph辨 )翁qi蕃掌基薹o-芷 天津大学硕十学位论文 下降。这燕因为对于三元共混体系t b a 和t b d 柬说，p e g 的力蟊入，导致p l l a 与水的亲和性提高，而p l c a 则同时兼具亲水性及催化作用，二者均可使p l l a 的降解速率粕篌。溅此二翥在傣系中筑褶对含量及分布方式对p l l a 翡辫瓣起不 同的调节作用。随潜体系中的p l c a 的增加，p e g 的含量相对减少，虽然p l c a 豹绥麓量跑p e g 豹减少爱黉多，毽稳舔禽_ 羹静p e g 对p l l a 降缝速率懿彩璃滋 p l c a 大。这样综合作用的结果，就使得随着p l c a l 2 的增加，t b a 体系降解速 率壤夫豹遮疫变缓。纛p l c a z 4 对p 毛l a 降解速率黪影稳鞠对于p e g 数影拣要小 的多，所以在p l c a 2 4 含擞大于1 0 后，随着p l c a 2 4 含鬣的增加，共混体系的 簿解速率及嚣下降。 5 。5 3p l c a p e g 嵌段拱聚物对p l l a p e g 体系降解速率的影响 鬻5 1 0 中( a ) 和( b ) 建疆b 和t b e 在缓冲溶液中弱失重分数与降麟对闻 的关系。在整个降解期间，t b b 的失重百分数均比共混体系p l l a p e g 的要高。 两t b d 交傀趋势与p l l a j p e g 基本致。若混耨t b b 帮t b d 豹藿羹损失逸司 时受三方面因素的影响：p e g 的溶出，p l c a l 2 - p e g 的降解，p l l a 的降解。 p l c a ”p e g 兼其p e g 豹零牲翻p l c a l 2 数羧蘩童徨纯终焉，嚣致其增鸯羹对共 混体系的影响比p e g 减少对体系的影响大，所以内图5 1 0 ( c ) 可以看出，随着 p l c a l 2 - p e g 含量浆增加，三元共混俸系t b c 弱释熙速黎增热。嚣对于共混体 系t b e 柬说，p l c a 2 4 p e g 含量的增加对焚混体系降解逮率的增加与p e g 减少 使共混体系簿解速率减小的 乍用捆近，所以二者对熬混物综合影响的结果，使得 t b f 的变化和b b 基本一巅。 天津人学硕士学位论文 t i m e i d a y ( b ) x t c p l ) ( c ) 削5 1 0p l l a p e g p l c a - p e g 体系的体外降解速率曲线 f i g 5 1 0e f f e c to f c o n t e n to f p l c a - p e go nd e g r a d a t i o no fp l l a p e gb l e n d s 5 5 4p l c a - p l l a 共聚物对p l l a p e g 共混体系降解速率的影响 图5 1 l 是加入p l c a l 2 - p l l a 后的共混体系在缓冲溶液中的重量损失与时间 的关系。同以上两组共混物相比，t b c 和t b d 三元共混体系的降解速度要慢很 多，这是因为p l c a p l l a 的降解速度要比p e g 的溶出速度慢。随着 p l c a l 2 p l l a 含量的增加，p e g 在共混物中的相对含量减少，三元共混体系t b c 在前两天的降解速率先增加后减小。这是因为p l c a l 2 p l l a 中还含有相对较多 的羧基，其含量的增加使得共混体系的降解速率增加，但当p l c a l 2 - p l l a 含量 大于1 0 后，p e g 减少对共混体系t b c 降解速率的影响开始占主导地位，所以 当p l c a l 2 p l l a 含量为1 5 时，t b c 的降解速率反而下降。 天津大学硕士学位论文 t i m e ，d a y ( 矗) t i m e ，d a y 强) x 。，t i ) ( g ) 型5 。l tp l l a p e g p l c a p l l a 俸系豹髂癸跨鳃速率趋线 f i g 5 1 1e f f e c to f c o n t e n t o f p l c a - p l l ao nd e g r a d a t i o no f p l l a p e gb l e n d s 天津人学硕十学位论文 而对于t b f 来说，萁增容剂p l c a 2 4 - p l l a 的降解速率要远眈p e g 酌溶出 逮率慢，所以随其禽量的增加，t b f 的降解速率一直下降。 5 ，s 5p l l a p e g c p t 三元共混体系体外降解机理的研究 蟪b b ，t b a 3 ，1 b b 翼f b c 3 分嘲在缓冲滚滚峥孵姆2 必嘲1 4 t 天矮的样品，用 液氮冷却厝断丌，用电子扫描显微镜观察欺断面的形态，如图5 1 2 所示。从图 中可以看出，二元共混物b b 豹降解是从表面开始，隆解嬲天后的榉是断砸在接 近裘面处出现比较密集的小孔，而内部的小孔却搬少。这魑小孔怒由于p e g 的 溶出和p l l a 的降解形成的。这可能是因为，用溶液法在姻氟板上浇铸形成的样 品膜，和硝氟板接触的一灏，结构院较致密，而和空气接触的一面，结丰勾相对松 散，当样品膜浸入到缓冲溶液中詹，水分子易于从结构松散的一耐浸入。降解进 行翻1 4 天后，断瑟酶内部也出袭了大量的小孔，这说明晦解已缀深入嚣膜的内 部。 对照稍渔3 ，t b b 3 ，t b c 3 降簿2 天和1 4 天静断蔷蚕，没有菱嚣疆显静鸯表嚣 到内部的降解过程。所有样品的懿个断面都有小孔出现，小孔的分布在接j 臆表丽 部分跑较密集，内部较兔藏教。簿辨1 4 天菇，叛纛豹枣孑l 增多，小孝l 壹级变大。 由图5 1 2 中各样品降解过程中断面形态的变化可以褥出，间b b 相比， t b a 3 , t b b 3 ，t b c 3 戆穰容经都毒瑷改善。在溶刻撂发残膜豹过穗中，膜嬲一瑟 和疏水性很好的四氟板接触，另一筒和有一定湿度的空气接触。这就使得在溶剂 撂发过理中，亲水攫缀好黥p e g 涎蕾溶荆起积空气接触的表面聚集，恕巯水性 很好的p l l a 留在内部和靠四氟板的一丽，形成溶剂挥发导致的楣分离。所| 三 b b 的叛蕊有明显的从表藤向内部扩散的晦解过程。加入增褰荆后，p l l a 零日p e g 两相界面的相容，睫变好，相互之间的作用弓l 力增强，p e g 分子链移动的岛由度 变小。因此，溶剂挥发形成相分离的程度就大大降低。而鼠，增容剂也使得p e g 在p l l a 中的分散变的均匀。所良降解过程中，露表面到内部的降解过程交的不 是特别明照。 = = =奎鲨尘坚i ：! ：! ! ! 堕壅 i ；i ， f n n 3 f l c 3 2d 吣， 1 4d a y s 雕5 lb b 1 b a 3 ，+ l b b 3 。t i ? , c 3 缓冲溶液晦雅2 必和 4 灭丽瓣s e m | | g 5 i | s e mo f b b ，t b a 3 ，t b b 3a n dt b c 3b l e n d sa f t e r2a n d1 4d a y s h y d r o l y t i c d e g r a d a t i o n l 天津大学硕士学饿论文 第六章结论 嗣壹接熔聚缀聚法合裁瓣p l l a 委秘分予：羹为3 9 1 0 4 ，英穆理性髭葶 ：l 由 内交哟丌环聚合制得的p l l a 棚似。 翘壹接髂融续浆法铡绺了瘁尔比分蹦为1 2 羁2 4 豹l 乳酸与柠泼酸共聚 物p l c a l 2 和p l c a 2 4 ，其分子鬣分别为3 0 0 0 和5 4 0 0 。随着柠檬酸含鬣的 增加，该共聚物敖结爨度变低，亲东性增搬。p l c a 中侧羧基豹亲承性和 自催化作用使其体外降解速率加快。 用缩聚法制褥tp e c a 2 4 * - p e g ，p l c a 2 4 * - o h p l l a 多嵌段共聚物，其羹均 分子鹫分别为7 6 1 0 4 和5 3 x 1 0 4 。p l c a 2 4 * - o h p l l a 的亲永性和体外降 解速率介于p l l a 和p l c a 2 4 之f 日j ，其拉伸强度比p l l a 增加。同 p l c a 2 4 o h p l l a 籀魄，p l c a 2 4 * - p e g 豹亲承槛和体拜降解速率送一步提 高。 溺溶滚共混法嗣褥了p l l a p l c a 共瀛 搴系，警p l c a 静含豢为弱辩， 体系中的两缎分具有良好的相容性。改变p l c a 的加入量可使 p l l a p l c a 会金熬亲承洼帮髂钤簿辫速疫在一定范熬内褥戳谖繁。毽蓬 着p l c a 含量的增加，二元合众的力学性能有所下降。 攀l 酸类莛聚物熬热入壤雩罨p l l a p e g 浆热力学秘容瞧窝拉傍强度在不目 程度得以提高。在本实验研究的范围内，当p l c a l 2 - p e g 的用量为1 0 时，兰元共漫体系p l l a p e g p l c a p e g 懿孝童 孛强嶷最裹。波交襞黢类 共聚物的加入量使p l l a p e g c p t 三元共混体的亲水性和体外降解速率 在一定范围内褥到了调节。 ) ) o ! o 疆 好 天津大学硕士学位论文 参考文献 【1 k u l k a r n irk ，p a n ik c ，n e u m a nc ，e ta 1 p o l y ( 1 a c t i ca c i 国f o rs u r g i c a li m p l a n t s ， a r c h s u r g ，1 9 6 6 ，9 3 ：8 3 9 8 5 4 【2 v e r tm b i o r e s o r b a b l ep o l y m e rf o rt e m p o r a r yt h e r a p e u t i ca p p l i c a t i o n s ，a n g e w m a r k r o m 0 1 c h e m ，1 9 8 9 ，1 6 6 1 6 7 ：1 5 5 1 6 8 【3 c o n t ib ，p a v a n e r oeg e n t ai u s e o fp o l y ( 1 a c t i ca c i d ) f o rt h e p r e p a r a t i o no f m i c r o p a r t i c u l a t ed r u gd e l i v e r ys y s t e m s ，jm i c r o e n c a p u s u l a t i o n ，1 9 9 2 ， 9 ( 2 ) ：1 5 3 1 6 6 【4 y e am ，s c h w a r c hg ，c o u d a n ej 。p r e s e n t a n df u t u r eo