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.

均匀设计法研究丙烯酰胺在聚羟基丁酸-戊酸膜上的可控接枝

利用均匀设计和二次回归分析方法对聚羟基丁酸-戊酸P(HB-co-HV)膜的固相接枝聚合条件进行了研究,得到了膜接枝率与实验条件之间的回归数学模型。通过4组不同实验条件下的接枝聚合结果验证,利用该回归数学模型可以设计不同接枝率的实验条件,达到定量控制接枝率的目的。

聚羟基丁酸-戊酸的固相接枝及蛋白吸附性能研究

采用固相接枝的方法在聚羟基丁酸-戊酸膜表面上接枝丙烯酰胺,用红外光谱对接枝膜进行表征,并研究了其对蛋白的吸附性能。结果表明,接枝丙烯酰胺使膜的表面接触角从107°下降到60°,降低了膜表面对蛋白的吸附量,改善了聚羟基丁酸-戊酸的生物相容性。

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。

静电纺丝制备聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)纳米纤维的研究进展

聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)是一种微生物合成的聚酯,具有良好的生物相容性和可生物降解性。静电纺丝技术促进了高比表面积、多尺度、多维度纳米纤维的发展,实现了对PHBV纤维的形貌、孔径及孔隙率、力学性能的调控。结合国内外PHBV静电纺丝的研究进展,主要综述了近年来对PHBV静电纺纤维成形设备设计、形貌控制、力学性能调控等方面的研究工作,并介绍了其在组织工程、药物缓释等生物医疗领域、环境保护领域的应用进展。最后,展望了PHBV静电纺纤维的发展。

聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯/溶胶-凝胶生物活性玻璃促进牙周组织再生

背景:前期研究证实,聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯/溶胶-凝胶生物活性玻璃具有良好的生物相容性及促骨组织修复作用,但其在牙周组织再生中的作用尚不明确。目的:观察聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯/溶胶-凝胶生物活性玻璃修复比格犬牙周组织缺损的效果。方法:在4只比格犬双侧下颌第三、四前磨牙颊侧制备5 mm×5 mm大小牙槽骨缺损,将左右侧随机分为实验组及对照组,实验组缺损部位置入聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯/溶胶-凝胶生物活性玻璃,对照组缺损部位直接缝合。术后2,4,8,12周进行组织学、扫描电镜、锥形束CT及Ca与P含量比值检测。结果与结论:(1)锥形束CT检测结果:两组新生骨高度均随着时间延长逐渐增加,实验组术后不同时间点的新生骨高度高于对照组(P<0.05)。(2)Ca/P比值检测结果:实验组术后12周的Ca/P比值已接近正常骨组织(P>0.05),且明显高于对照组(P<0.05)。(3)组织学观察结果:术后12周时,实验组新生组织结构接近于正常骨组织,而对照组新生组织趋向成熟,可见少量新生血管。(4)扫描电镜观察结果:术后8周,实验组已不见支架材料结构,可见骨陷窝;对照组无明显成骨细胞及骨陷窝。术后12周,实验组新生组织结构规则,接近正常骨组织结构,未见明显成骨细胞;对照组新生组织排列紊乱,残留部分空腔。(5)结果表明,聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯/溶胶-凝胶生物活性玻璃可有效促进牙周组织再生。

聚碳酸亚丙酯对聚(β-羟基丁酸酯-β-羟基戊酸酯)结晶行为的影响

用 FTIR和 DSC研究了 PHBV及其与聚碳酸亚丙酯 ( PPC)熔融共混样的熔融结晶行为和等温结晶动力学 .结果表明 ,PHBV与 PPC熔融共混过程中发生了酯交换反应 ,两组分间存在一定的相互作用 .PPC虽然能降低 PHBV结晶折迭链的表面自由能 ,但同时也能够降低 PHBV的结晶度、球晶径向生长速率、平衡熔点和结晶能力 .

聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)/聚碳酸亚丙酯复合支架的构建与表征

分别采用反应性和非反应性熔融共混方法结合粒子沥滤技术以及碱处理技术构建不同质量比的聚(3-羟基丁酸酯-3-羟基戊酸酯)(PHBV)/聚碳酸亚丙酯(PPC)复合支架,通过表征支架的表面形态、孔隙率大小和体外降解性能,发现反应性共混法可显著改善支架的相容性和界面粘接。非反应性熔融共混法构建的支架孔隙率高于反应性共混法构建的复合支架。随着PPC含量的升高,复合支架的孔隙率升高。当PHBV/PPC质量比达50/50时,支架在PBS缓冲液中降解最快,反应性共混法构建的支架亲水性高于非反应性共混法,碱处理技术可显著改善复合支架的亲水性。这对功能重建的体内研究和临床实践具有潜在的理论价值和应用前景。

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%。

聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物/明胶微粒的构造形态与性能

以生物可降解材料聚羟基丁酸酯 -羟基戊酸酯共聚物 (PHBV )与天然明胶 (Gel)为基材 ,以安定 (DZP)原药为模药 ,分别采用 O/ W、W/ O/ W、O/ W/ O,单乳化与双乳化溶剂蒸发法技术 ,制得 3种不同结构形态微粒 (微球与微囊 ) ,微粒平均粒径为 30～ 40μm;探讨几种制备参数对微粒内、外部形态结构的影响 ;用扫描电镜观察了 3种类型微粒内部与外部不同结构形态 ;测试了 3种类型微粒释药性能 。

聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐的制备及其性能

为获得高质量的聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐(PHBV/PP-g-MAH)双组分材料,利用正交试验,采用不同熔融共混工艺参数制备了9种质量比为50∶50的PHBV/PP-g-MAH共混材料,优化正交工艺并研究其对共混材料的机械性能、相形态、结晶性能和热稳定性的影响.结果表明:PHBV/PP-g-MAH材料的优化共混工艺为共混温度180℃,螺杆转速40r/min,共混时间3min;在优化后的共混工艺条件下,PP-g-MAH分散相的数量平均半径和体积平均半径最小,分别为8.6μm和9.4μm,与力学性能分析结果吻合;在不同共混工艺参数下,PHBV/PP-g-MAH材料呈现不同的"海-岛"相分布,PHBV呈现不同的结晶度;当降温速率增大时,共混体系各组分结晶峰变宽,结晶温度减小,共混体系中PHBV的结晶温度明显提高;共混体系中PHBV的起始热分解温度达到了250℃,其热稳定性得到明显改善.

聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯作为软骨细胞支架的实验研究

目的探讨聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯（PHBV）作为软骨细胞支架的可行性。方法采用“压片-热处理-粒子析出”技术制备PHBV多孔支架并观测其结构。体外分离培养软骨细胞后接种到PHBV支架进行培养，第3、7、14天后取材行扫描电镜观察；培养至2、6、10周后行组织学观察。结果PHBV支架孔径在200-300μm之间孔隙率80％；软骨细胞-PHBV复合物在体外培养期间支架无塌陷及形变，软骨细胞在支架上黏附、增殖良好，并能分泌细胞外基质。随着培养时间延长，新生软骨的组织学特征日益明显。结论PHBV支架具有适宜的孔结构和生物相容性，可以作为软骨组织工程支架材料。

可降解聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯的共聚物膜(英文)

背景:聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯已用于构建心脏生物瓣膜,但不知是否可作为骨再生引导膜?目的:观察聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯膜的生物相容性,并评价其成骨能力。方法:采用MTT法检测100%,75%,50%,25%聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯材料浸提液对犬骨髓间充质干细胞相对增殖度的影响,并评价其细胞毒性;在犬胫骨缺损模型左右两侧远心端骨缺损上方覆盖聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯膜作为实验组,在近心端仅以骨膜瓣复位作为对照组。结果与结论:100%,75%,50%,25%聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯膜的细胞毒性分级为0～1级,对骨髓间充质干细胞的生长及增殖无毒性;实验组术后第2周即可见新骨形成,12周时骨缺损区已完全被新骨充填,骨修复质量明显优于对照组。表明聚羟基丁酸/羟基戊酸共聚酯膜具有良好的生物相容性,对骨髓间充质干细胞无明显毒性,引导成骨能力强。

聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐的相容性

为给熔喷非织造材料的制备提供理论参考,采用熔融共混的方法分别制备了质量比为100∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100的熔喷用聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐(PHBV/PP-g-MAH)共混材料。利用差示量热扫描仪、X射线衍射仪和红外光谱仪分别对PHBV/PP-g-MAH共混体系的相容性进行了研究,并用扫描电镜观察了共混体系的相分布形态。结果表明:共混体系出现了分离的玻璃化温度,表明2种组分总体不相容;在衍射角22.8°处没有出现PHBV的衍射峰,说明PP-g-MAH改变了PHBV结晶区的分子链排列;在1 710 cm-1处共混体系出现新的吸收峰,即二者之间的化学键生成了酯基;当共混比例不同时,共混体系呈现不同的"海-岛"相分布形态。

熔喷非织造用聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚乳酸双组分生物降解材料的可纺性能

采用熔融共混法制备了质量比为100/0、75/25、50/50、25/75、0/100的熔喷非织造用PHBV/PLA共混材料,分别采用热重分析法(TG)、熔融指数法(MFI)、热台偏光镜法(POM)和毛细管流变法对共混材料的可纺性能进行了研究,并对其初生纤维的纺丝性能给予了初步评价。研究表明:PHBV的热稳定性差,加工窗口窄且熔体流动性差,PHBV/PLA共混材料的热稳定性和熔体流动性明显改善;PHBV结晶速率快,PLA对PHBV的结晶具有稀释作用;PHBV/PLA共混物为典型的切力变稀型流体,PHBV对温度和剪切速率变化敏感度高,PHBV/PLA共混材料的表观黏度随PLA含量的提高而有所增大,但均小于纯PLA;PHBV纤维发黏现象严重,纺丝困难,随着共混材料中PLA含量的提高,纺丝性能提高,初生纤维表面变得光滑。

纺粘非织造用聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)的可纺性

为获得高质量的聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)(PLA/PHBV)双组分生物降解纺粘非织造材料,对PLA/PHBV母粒的相对分子质量及分布、熔体指数、热力学、结晶和流变性能进行了研究,并对PLA/PHBV纺粘纤维的热力学和结晶性能进行了探讨。结果表明:PLA/PHBV母粒重均分子质量约为120 000,分布指数为1.99;热失重起始热分解温度为285℃,适宜纺粘非织造挤出加工,合适的纺粘加工温度约为210℃。PLA/PHBV熔体在剪切速率小于1 000 rad/s时,表观黏度对剪切速率变化敏感;熔体对温度的敏感程度随着剪切速率的增大而降低。纺粘加工工艺对PLA/PHBV原料的热力学和结晶性能影响显著。与PLA/PHBV母粒相比,纺粘纤维结晶度下降明显,但非晶区取向程度提高。

聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚乳酸阻燃纤维的制备及其性能

为制备具有阻燃性的生物可降解纤维,将聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)(PHBV)、聚乳酸(PLA)和聚磷酸铵(APP)通过熔融共混方式制备PHBV/PLA/APP复合材料并进行熔融纺丝,同时对其热学性能、热稳定性、拉伸性能和阻燃性能进行表征。结果表明:APP的引入对复合材料的冷结晶温度和熔融温度没有明显影响;随着APP质量分数的增加,复合材料的热稳定性和残炭率提高;随着牵伸倍数的增加,PHBV/PLA/APP复合纤维的断裂强度增大,且其断裂强度随APP的质量分数的增加呈先增加后减小趋势,当APP质量分数为5%时,断裂强度出现最大值;复合纤维的阻燃性能随APP质量分数的增加而提高,当APP质量分数达到10%时,阻燃效果最佳,其极限氧指数为32.3%,阻燃等级达到V-0级,且燃烧过程中无熔滴现象。