聚-L-乳酸的制備工藝及結(jié)晶行為的研究.pdf

1、聚-L-乳酸(PLLA)因其良好的生物相容性和可生物降解性，已應(yīng)用于骨科替代材料等領(lǐng)域。PLLA的性能取決于其分子量及晶體結(jié)構(gòu)，而制備工藝及后續(xù)熱處理直接決定了PLLA材料的分子量、結(jié)晶度及晶體形態(tài)，因此對(duì)于PLLA的制備工藝及結(jié)晶性能的研究十分必要。 本文對(duì)以L-乳酸為原料，采用水洗-重結(jié)晶法純化L-丙交酯，并以辛酸亞錫為催化劑，使L-丙交酯開環(huán)聚合得到聚-L-乳酸PLLA材料。通過對(duì)聚合條件的調(diào)控，研究了催化劑添加量、反應(yīng)溫

2、度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)所得PLLA分子量的影響，實(shí)現(xiàn)了高分子量聚L-乳酸的可控聚合。純化后的PLLA210℃熔融后于90-140℃范圍內(nèi)進(jìn)行等溫結(jié)晶，利用Avrami聚合物結(jié)晶動(dòng)力學(xué)模型及Lauritizen-Hoffmann理論對(duì)PLLA結(jié)晶機(jī)理進(jìn)行討論。將PLLA熔融，保溫一定時(shí)間后，以不同的冷卻速率冷卻，研究了冷卻速率對(duì)結(jié)晶度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、晶體形貌的影響。 結(jié)果表明：催化劑用量、聚合時(shí)間、聚合溫度對(duì)聚L-乳酸的分子量有著較為顯

3、著的影響，開環(huán)聚合制備PLLA的最佳工藝條件為：反應(yīng)時(shí)間為24小時(shí)、催化劑摩爾比為1/12000、反應(yīng)溫度為140℃。等溫結(jié)晶溫度在90-140℃范圍時(shí)，Avrami指數(shù)為3.0±0.14，PLLA結(jié)晶以球晶形式生長(zhǎng)，結(jié)晶速率最大值出現(xiàn)在108℃左右，利用Lauritizen-Hoffmann理論對(duì)PLLA的等溫結(jié)晶機(jī)理進(jìn)行了分析，研究表明結(jié)晶Regime Ⅱ和Regime Ⅲ的轉(zhuǎn)變溫度為118℃左右，成核常數(shù)Kg(Ⅱ)和Kg(Ⅲ)分別