氨基酸改性PHBHHx及其性能研究.pdf

1、聚羥基脂肪酸酯(PHAs)是一種微生物聚酯，不僅有與傳統(tǒng)塑料相似的力學(xué)性質(zhì)，還具有一定的生物相容性和生物降解性，被認(rèn)為是一種綠色塑料。PHBHHx是第三代PHA，有比PHAs中其他成員有更好的韌性、熱塑性和機(jī)械性能。體外測(cè)試表明，PHBHHx對(duì)軟骨細(xì)胞、成纖細(xì)胞、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞有生物相容性。從彈性和強(qiáng)度方面考慮，PHBHHx可以滿足強(qiáng)骨組織和軟骨組織的要求。但其結(jié)構(gòu)中支鏈化程度較大的3-羥基己酸的存在使得其有較差親水性和降解性，限制了

2、它的使用。因此要在其表面或鏈端引入親水性基團(tuán)以擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
　　本文采用化學(xué)接枝共聚的方法，將不同種類的氨基酸引入鏈端以調(diào)節(jié)其親水性和降解性能。首先是γ位羧基被保護(hù)的L-谷氨酸-γ-芐酯的合成，嘗試了不同種類的催化劑，包括均相催化劑、固體酸催化劑和Lewis酸催化劑。研究發(fā)現(xiàn)均相催化劑選擇性很差;固體酸催化劑選擇性達(dá)到100％，但產(chǎn)率極低。研究發(fā)現(xiàn)CuCl2催化劑選擇性100％，產(chǎn)率能達(dá)到95.31％，且反應(yīng)條件溫和，催化劑用

3、量少，并對(duì)其催化機(jī)理進(jìn)行了初步研究。其次是不同氨基酸N-羧酸酐(NCA)的合成，采用三光氣法，產(chǎn)率能達(dá)到89.21％，通過FT-IR、1H-NMR對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。最后將NCA在氯仿中與PHBHHx共聚。通過紅外、核磁、元素分析對(duì)改性后材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析確認(rèn)。通過DSC、TG和拉力測(cè)試對(duì)改性材料的熱、力學(xué)性能進(jìn)行了表征。PHBHHx改性后，接觸角由98.2°降低至78.2°，親水性得到加強(qiáng)。對(duì)改性材料的老化效應(yīng)和降解性作了研究，發(fā)現(xiàn)5