β-羟基丁酸戊酸共聚酯作为药物黄体酮缓释载体的初步研究

对用ＰＨＢＶ作为药物缓释载体进行了研究，采用乳化溶剂挥发法制备得到药物缓释微球。研究表明，药物释放及药物包含量受ＰＨＢＶ在氯仿中的浓度、黄体酮与ＰＨＢＶ的比例以及制备温度的影响。用ＰＨＢＶ制备黄体酮缓释微球的最佳条件为ＰＨＢＶ在氯仿中的浓度为１００ｇ／Ｌ黄体酮的加入量为ＰＨＢＶ质量的６％，温度为４０℃．

相转化法制备聚羟基丁酸戊酸酯多孔膜

以二甲基乙酰胺(DMAc)作为溶剂,采用相转化法制备聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)平板多孔膜,通过对非溶剂、铸膜液浓度、凝固温度、凝固浴组成的调节,调控成膜过程中的相分离行为,制备出结构可控的PHBV多孔膜。研究表明,45℃时PHBV/DMAc/H_2O体系分相比PHBV/DMAc/乙醇体系更快。当凝固浴为纯水时,非溶剂和溶剂交换速率快,发生瞬时分相,而PHBV固化速率较低,多孔膜形貌呈指状孔、海绵孔并存。随着凝固浴中溶剂DMAc的加入,非溶剂和溶剂的交换速率变缓,从而发生延时分相,多孔膜呈均匀的海绵状结构。

聚羟基丁酸戊酸酯溶液共混改性研究

采用溶液共混方法来制备聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)生物降解薄膜,通过与不同材料共混,实现对PHBV薄膜的增韧改性。通过对共混膜力学性能、透光率的测定、红外光谱分析、扫描电镜观察,得出实验结果:Ecoflex含量达到50%时,PHBV/Ecoflex薄膜韧性得到明显改善;PHBV/双酚A(BPA)溶液共混体系之间有氢键形成;PHBV/羟丙基交联改性淀粉体系,为不相容体系,其力学、光学性能明显下降。

聚乙二醇对聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)热特性和力学性能的影响

以聚乙二醇（PEG）为增塑剂、聚羟基丁酸戊酸酯（PHBV）为基体相，采用熔融共混法制备生物可降解PEG／PHBV复合材料。采用差示扫描量热仪（DSC）、热重分析仪（TG）、力学试验机探讨了PEG的添加量（5％-25％）对复合材料的结晶性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明，PEG的加入使得PHBV复合材料在较低的温度下形成更加完善的晶体，同时使得复合材料的结晶过程变得更加困难，结晶度下降。PHBV复合材料的热稳定性随着PEG添加量的增加先降低后升高，当PEG添加量为25％时，热稳定性能达到最佳。力学性能表明，PEG的加入使得PHBV复合材料的拉伸断裂伸长率和冲击强度显著提高，较纯PHBV增幅最大为57．0％和251．9％，复合材料的韧性得到明显改善，但拉伸强度和拉伸模量有所降低。

竹粉/聚羟基丁酸戊酸共聚酯复合材料的结构性能

以竹粉和聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)为原料,采用高温熔融共混挤出法制备了竹粉/PHBV复合材料,研究了不同竹粉含量对复合材料的力学性能、结晶度、分子结构及热稳定性的影响。结果表明,竹粉的加入提高了竹粉/PHBV复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弹性模量,但竹粉和PHBV的界面结合较差;高温复合造成竹粉中少量主成分发生了热降解,而对PHBV的结构影响不大。另外,随竹粉含量的增加,复合材料的结晶度先升高后降低,热稳定性略有降低。竹粉的加入有利于复合材料的成型加工。

聚羟基丁酸己酸酯对聚羟基丁酸戊酸酯结晶性能的影响

采用溶液浇铸法制备了生物可降解聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)和聚羟基丁酸己酸酯(PHBHHx)共混物,用差示扫描量热仪和偏光显微镜研究了PHBHHx对PHBV热性能与结晶性能的影响。结果表明,PHBV和PHBH-Hx之间存在一定的相互作用,PHBV的冷结晶温度随PHBHHx含量的增加向高温方向移动;PHBV/PHBHHx共混物的结晶呈环带球晶现象,随PHBHHx含量的提高,环带球晶逐渐变得规整、清晰,且带宽逐渐减小。

羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)的反应性挤出

羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)的热稳定性差、加工过程降解严重,这成为阻碍其产业化加工推广的最主要因素。本文首先选用羟基封端的聚己二酸异丁二酯(PMPA)和异佛尔酮-二异氰酸酯(IPDI)合成聚酯型端异氰酸酯预聚体,进而以该预聚体作为扩链剂对PHBV进行反应性挤出加工。结果表明,经反应性挤出得到的样品,尽管与原PHBV相比,分子量仍有所减小,但与PHBV直接熔融挤出相比,其最终的分子量大大提高。

淬火致内应力对聚羟基丁酸戊酸酯薄膜结晶行为影响

通过对聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)薄膜进行低温淬火使薄膜形成不均匀内应力场,研究淬火致内应力对薄膜结晶行为的影响。用偏光显微镜对淬火样品结晶行为的研究结果表明,PHBV在90℃等温结晶形成环带球晶,但经低温淬火后再在90℃等温结晶却能形成取向结晶结构:当淬火温度(Tq)为-196℃时,形成横晶;当Tq为-80℃时,形成2种不同成核密度结晶结构;而Tq高于-20℃,只形成球晶。对横晶结构进行扫描电镜和X射线衍射表征,结果都显示片晶垂直于薄膜表面生长,表明结晶时分子链与薄膜平行,也进一步说明内应力是形成横晶结构的主要因素。

酯端基型聚酰胺-胺树形高分子对聚(3-羟基丁酸戊酸共聚酯)结晶性能的影响

采用不同比例G3.5酯端基类型的聚酰胺-胺(PAMAM)树形高分子氯仿溶液与聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)树脂氯仿溶液进行共混并流延成膜,采用差示扫描量热分析、偏光显微镜以及拉伸和直角撕裂等方式对制备的PHBV/PAMAM复合膜进行表征。结果表明,随着PAMAM树形高分子的加入,PHBV/PAMAM复合膜的玻璃化转变温度(T_g)越来越明显,初步表明其韧性增强;G3.5 PAMAM树形高分子的加入,可使PHBV的结晶度由61.70%先下降至24.02%,并逐渐下降,最后至结晶消失;PAMAM树形高分子的加入可使PHBV的直角撕裂强度大幅度提高,最高可由8.90 kN/m提高到22.10 kN/m;当PAMAM树形高分子含量为2.0份时,增韧效果最好。

端环氧型超支化聚酯对聚(3-羟基丁酸戊酸共聚酯)的改性研究

以2,2-二羟甲基丙酸(DMPA)和三羟甲基丙烷(TMP)为原料,以对甲苯磺酸(P-TSA)为催化剂,通过"一步法"合成三代超支化聚酯(HBPE),然后采用环氧氯丙烷对HBPE进行改性,得到了具有端环氧基的三代超支化聚酯(EHBP-G3)目标产物,最后采用熔融共混法制备了EHBP改性的聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)树脂;通过差示扫描量热仪、偏光显微镜、力学性能和熔体流动速率等分析方法对制备的PHBV/EHBP共混物进行表征。结果表明,加入1.5%(质量分数,下同)三代超支化聚酯(EHBP-G3)时,PHBV/EHBP共混物的结晶度下降了16.1%,冲击强度提高了34.3%。

改性聚β-羟基丁酸戊酸酯反硝化特性研究

以NaHCO_3为改性剂,改性聚β-羟基丁酸戊酸酯(PHBV)作为反硝化反应器的外加固体碳源和生物膜载体,反硝化去除水中NO_3^--N。研究NaHCO_3对PHBV原料的影响,以及改性后PHBV填料反应器的反硝化效果。结果表明,NaHCO_3能使PHBV产生多孔结构,提升空隙率1.20～2.06倍。改性PHBV具有活性污泥包容量提高、微生物与固体碳源接触面积增加、降低水流冲击、增加生物膜强度等优点。红外光谱分析显示改性PHBV表面官能团与原料PHBV一致,未产生改变。在PHBV与NaHCO_3质量比为10:0.5时,填料各方面表现为佳。适当的改性能够使PHBV原料产生一次性溶解性有机物(DOM),提高微生物繁殖速率,缩短挂膜时间。在小试反应器中,NO_3^--N去除率至少在95%以上,其他参数未有负面变化。

3D打印聚羟基丁酸戊酸共聚酯/半水硫酸钙支架复合壳聚糖水凝胶涂层的性能

背景:聚羟基丁酸戊酸共聚酯具有良好的生物相容性及降解性,但具有强疏水性,不利于细胞的黏附、生长、迁移和分化,严重限制了其在骨组织工程领域的应用,因此有必要对其进一步改性。目的:构建聚羟基丁酸戊酸共聚酯/半水硫酸钙/壳聚糖[poly(3-hydroxybutyrate-3-hydroxyvalerate)/calcium sulfate hemihydrate/chitosan,PHBV/CSH/CS]支架,探究其表征、模拟载药释放行为、生物安全性、体外成骨性和抗菌活性。方法:通过熔融沉积技术制备聚羟基丁酸戊酸共聚酯支架与聚羟基丁酸戊酸共聚酯/半水硫酸钙支架(半水硫酸钙为聚羟基丁酸戊酸共聚酯用量的20%),随后将聚羟基丁酸戊酸共聚酯/半水硫酸钙支架泡在壳聚糖溶液中并烘干,烘干后的支架放入超纯水中形成壳聚糖水凝胶并复合在支架表面上,制备PHBV/CSH/CS支架。观察3种支架的表面形貌、细胞黏附、细胞增殖情况;测试PHBV/CSH/CS支架的溶胀行为和模拟载药释放行为;利用茜素红染色评估3种支架的成骨性能;利用涂布平板法观察各组支架对标准金黄色葡萄球菌、标准大肠杆菌、临床金黄色葡萄球菌、临床大肠杆菌的抗菌能力。结果与结论:①所制备支架具有均匀且互连的多孔立体结构,平均孔径约为400μm,孔隙率为60%;②PHBV/CSH/CS支架溶胀率达56%,当使用牛血清白蛋白作为模型药物时,PHBV/CSH/CS支架载药率在1 h时达57.9%,6 h累计释放达56.5%;③聚羟基丁酸戊酸共聚酯支架不利于细胞黏附,聚羟基丁酸戊酸共聚酯/半水硫酸钙支架改善了细胞黏附,PHBV/CSH/CS支架显著提升了细胞黏附;④3种支架均可促进骨髓间充质干细胞增殖,3组均无明显细胞毒性;⑤茜素红染色实验表明,PHBV/CSH/CS支架对于骨髓间充质干细胞矿化结节的形成作用较另外两支架强;⑥体外抗菌实验表明,PHBV/CSH/CS支架对标准金黄色葡萄球菌、标准大肠杆菌、临床金黄色葡萄球菌、临床大肠杆菌的抑制能力显著强于聚羟基丁酸戊酸共聚酯、PHBV/CSH支架(P<0.01);⑦结果表明,相较于其他支架,PHBV/CSH/CS展现出更好的细胞黏附、成骨、抗菌性能和载药潜能。

聚(β-羟基丁酸戊酸酯)复合材料的热力学性能

采用场发射扫描电镜、差示扫描量热仪、旋转流变仪、万能电子拉力机等仪器研究聚(β-羟基丁酸戊酸酯)(PHBV)/弹性体复合材料的相结构、相界面性质、流变性能及力学性能。研究结果表明,热塑性弹性体乙烯-丙烯酸丁酯共聚物(EBA)和乙烯-α-辛烯共聚物(POE)对PHBV的力学性能和流变性能的影响较大。当EBA和POE含量均较低时,两者均以分散相的形式存在于基体PHBV中,随着EBA与POE含量的增加,分散相尺寸逐渐增大,体系从“海-岛”结构转变为双连续相结构。添加EBA与POE能降低PHBV的结晶温度,抑制PHBV的结晶,且随着EBA与POE含量的增加,抑制效果逐渐增强,体系的结晶度显著降低。当EBA与POE的含量大于20%时,PHBV的冲击性能得到显著提高。

固体核磁共振研究半晶聚-3-羟基丁酸酯和聚羟基丁酸戊酸酯的分子动力学（英文）

本文在150~370 K温度范围内,采用固体核磁共振(NMR)测定了半晶聚-3-羟基丁酸酯(PHB),以及3-羟基戊酸酯单体质量分数分别为5%(PHBV5)和12%(PHBV12)的聚羟基丁酸戊酸酯共聚物在实验室坐标系和旋转坐标系条件下质子的自旋-晶格弛豫时间T1和T1ρ.通过弛豫时间随温度变化的理论拟合,分别获得上述半晶聚合物晶区和结晶区的分子动力学参数(包括Ea和τ0).这些结果从分子水平上阐述了PHB结构修饰和增强的原因.

聚乳酸/聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)共混纤维的结构及其织物染色性能

聚乳酸(PLA)与聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)共混纺丝是改善聚乳酸(PLA)纤维的耐热性和柔韧性的方法之一。为了揭示共混纤维结构对其织物染色性能的影响规律,借助热重分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪等手段分别对共混纤维和PLA纤维的微结构和热性能进行分析。采用高、中、低温3类分散染料,对2类纤维织物的染色升温速率曲线、提升性和各项染色牢度等性能进行了比较。结果表明:共混纤维中PLA与PHBV两相分离,PLA相具有与PLA纤维相似的晶型结构,其结晶度较高,而PHBV相中形成较低的结晶;与PLA纤维相比,共混纤维的熔点较高,玻璃化温度稍低,因此其能在较低的温度下达到上染平衡;在相同的染色条件下,共混纤维织物的表观染色深度几乎是PLA织物的2倍;2类纤维织物的耐皂洗色牢度性能均不够理想。

聚乳酸/聚3-羟基丁酸-戊酸酯共混纤维及其雪尼尔纱的染色动力学

为进一步了解生物可降解聚乳酸/聚3-羟基丁酸-戊酸酯(PLA/PHBV)共混纤维及其雪尼尔纱的染色性能,提高对含生物可降解聚酯纤维雪尼尔纱染色技术的可控性,研究了PLA/PHBV纤维及PET/(PLA/PHBV)雪尼尔纱的染色性能,探究了C.I.分散红60在雪尼尔纱及其原材料纤维上的染色动力学,并对各纤维的生物可降解性能进行了研究。结果表明:C.I.分散红60在PLA/PHBV纤维及PET/(PLA/PHBV)雪尼尔纱上的上染率随着温度的升高而明显提升,但为兼顾纤维的力学性能,染色温度不宜超过110℃;C.I.分散红60在PET纤维、PLA/PHBV纤维及雪尼尔纱3种材料上的吸附均符合准二级动力学方程,其在PLA/PHBV纤维上的染色平衡吸附量最高,在PET纤维上的最低,并且随着染色温度升高,C.I.分散红60在3种材料上的染色速率加快,半染时间缩短,扩散系数增大;各纤维的降解效率均随土埋时间的延长而提高,其中PLA/PHBV纤维的降解性能最好,PLA纤维次之,且PLA或PLA/PHBV生物可降解聚酯纤维的存在,可加快PET纤维的降解速率。

聚(3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯)改性涤纶长丝的降解性能

针对涤纶(PET)长丝难降解的问题,以聚(3-羟基丁酸-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为改性剂,以PET为基体材料,采用熔融共混纺丝法规模化制备PHBV/PET复合长丝,并利用热降解和土壤降解2种方式探究PHBV改性PET长丝的降解性能。借助扫描电子显微镜、同步热分析仪、红外光谱仪及纤维强力仪等对降解前后复合长丝进行表征,评价其结构、力学及降解性能,并对降解过程中复合长丝分子链的变化进行分析。结果表明:添加质量分数为1%PHBV制备的PHBV/PET复合长丝具有较好的力学特性,其断裂强度为1.69 cN/dtex;此外,PHBV/PET复合长丝在热降解及土壤包埋下均可实现降解,且随着PHBV质量分数的增加,复合长丝的侧基、支链更容易移动,降解效果好。该PHBV/PET复合长丝可作为新型环保材料替代部分PET长丝在相关应用领域中应用,对环境保护起到一定的改善作用。

聚乙二醇对纤维素纳米晶体/聚羟基丁酸戊酸酯复合材料性能的影响

为了探讨聚乙二醇(PEG)对纤维素纳米晶体(CNCs)/聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)复合材料性能的影响规律,采用熔融共混法制备了PEG-CNCs/PHBV复合材料。采用环境扫描电镜(ESEM)、DSC、偏光显微镜(POM)、TG、力学试验机表征了复合材料的界面形貌、结晶性能、力学性能。结果表明,PEG的加入使CNCs/PHBV复合材料的断面由光滑变得粗糙,断口凹凸不平;PEG-CNCs/PHBV复合材料球晶尺寸减小,球晶结构产生缺陷,熔融过程转变成两个熔融峰,熔融温度T_m从167.8℃下降到165.1℃,此外,PEG的加入增加了复合材料分子链的移动性,结晶变得困难,结晶度X_c从54.3%下降到50.2%,熔融结晶温度T_(mc)从99.8℃下降到73.5℃;PEG的加入提高了CNCs/PHBV复合材料的冲击强度和拉伸断裂伸长率,25wt%PEG添加量时,较纯PHBV最大增幅分别为56.4%和96.3%,但杨氏弹性模量和拉伸强度不断下降;PEG的加入使复合材料热解过程由一步热解转化成两步,25wt%PEG添加量时,第一步热解中的最快分解温度(T_(max1))从281.5℃上升到285.3℃;第二步热解中的最快分解温度(T_(max2))从371.5℃上升到394.3℃。因此,PEG的加入可以改善CNCs与PHBV界面相容性和结晶性能,从而提高CNCs/PHBV复合材料韧性、塑性和热稳定性。

聚羟基丁酸-戊酸的非等温热分解反应动力学

用非等温TG-DTA技术,在5.0、10.0、15.0和20.0K·min-1线性升温条件下,研究聚羟基丁酸-戊酸(PHBV)的热分解反应动力学.结果表明,分解过程分三个阶段:分解初期、分解中期和分解后期.分解初期的机理函数为Avrami-Erofeev方程(n=1/2),对应随机成核和随后生长机理,表观活化能Ea(β→0)为69.44kJ·mol-1,指前因子A(β→0)为106.27s-1;分解中期的机理函数为Avrami-Erofeev方程(n=2/5),对应随机成核和随后生长机理,表观活化能Ea(β→0)为117.64kJ·mol-1,指前因子A(β→0)为1011.48s-1;分解后期的机理函数为MampelPower法则(n=1/3),对应机理为幂函数法则,表观活化能Ea(β→0)为116.64kJ·mol-1,指前因子A(β→0)为108.68s-1.

用于骨组织工程的羟基丁酸-戊酸共聚物/生物活性玻璃复合多孔支架材料

研究了用于骨组织工程的复合型羟基丁酸 -戊酸共聚物 /溶胶 -凝胶生物活性玻璃多孔支架材料 ,采用溶液浇注沥滤法制备了任意形状的三维连通多孔结构支架 ,并进行三维结构表征和显微形貌观察 ;通过对成型条件的调节 ,可控制支架的孔径和孔隙率 ;在模拟生理体液中进行复合支架材料的生物活性测试。研究表明 ,通过控制致孔剂用量、尺寸大小和分散 ,得到的支架材料呈三维连通开孔结构 ,且孔隙分布均匀、孔隙率达 90 %以上 ;扫描电镜观察结果显示 ,羟基丁酸 -戊酸共聚物与生物活性玻璃良好相容 ,后者粘附在支架孔壁上 ;支架在模拟生理体液中浸泡后发现生物活性玻璃表面有羟基碳酸磷灰石多晶体生成 ,表明复合支架仍保持了