P(3 HB-co-4 HB)微波接枝顺丁烯二酸酐的研究

以聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3 HB-co-4 HB)]和顺丁烯二酸酐(MAH)为原料,通过微波辐照制备P(3 HB-co-4 HB)-g-MAH接枝共聚物.采用红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)和热物台偏光显微镜(PLM)研究了单体用量、引发剂用量、辐照时间对接枝反应的影响,接枝率对P(3 HB-co-4 HB)结晶形态、亲水性以及熔融行为的影响.结果表明:在微波作用下,MAH可与P(3 HB-co-4 HB)发生接枝反应,实验所得接枝率达0.30%～0.78%;且接枝率越高,P(3 HB-co-4 HB)-g-MAH的球晶尺寸越小,亲水性越好,熔融温度越低.

门多萨假单胞菌DS04-T对Poly(3HB-co-4HB)的降解研究

考察了门多萨假单胞菌DS04-T对Poly(3HB-co-4HB)的降解行为。以Poly(3HB-co-4HB)为唯一碳源,分别考察培养时间、培养温度、摇床转速、装液量、培养基起始pH值、接种量等因素对降解行为的影响。结合正交试验优化获得了菌株的最佳产酶条件:培养时间为28h,培养温度为30℃,培养基初始pH值为7.3,摇床转速为150r/min,培养基装液量为120mL(250mL三角瓶),接种量为1.5%(体积分数),此条件下菌株对Poly(3HB-co-4HB)的降解酶活力可达(26.2±0.7)U.mL-1。

P(3HB-co-4HB)/PBS共混材料酶解性能研究

目的研究P(3HB-co-4HB)/PBS共混材料在脂肪酶溶液中的生物降解性能。方法将P(3HBco-4HB)/PBS共混材料置于脂肪酶溶液中进行酶解实验,利用质量损失率、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(X-RD)和偏光显微镜(POM)等测试手段或指标,对材料的生物降解性能进行分析。结果质量损失率与SEM结果表明,实验用脂肪酶对P(3HB-co-4HB)的降解效果不明显,而对PBS有着较为显著的降解效果。X-RD分析表明,P(3HB-co-4HB)/PBS共混材料在19.9°和22.7°处的结晶衍射峰强度随酶解时间不断下降,表明主要是PBS组分发生了降解。POM结果表明,P(3HB-co-4HB)酶解前后球晶的形态基本不变。结论实验用脂肪酶对PBS酯键的水解相对容易,而对P(3HB-co-4HB)酯键的水解难度较大,P(3HB-co-4HB)/PBS共混材料在酶解时,存在PBS优先降解的情况。脂肪酶酶解对材料的晶区与非晶区并没有选择性。

PLA/P(3HB-co-4HB)共混膜的制备及降解性能

采用溶剂挥发法制备了不同比例的聚乳酸(PLA)改性聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]共混材料。通过对共混物拉伸性能以及其在土壤及模拟体液中的质量损失率、表面形貌的测定,研究了其降解行为,并同纯P(3HB-co-4HB)做了对比。结果表明:随着PLA含量的提高,共混膜的拉伸强度及拉伸模量均有提高,但提高幅度不大;共混膜的降解能力显著提高,在土壤中降解90 d质量损失率可达98.2%,模拟体液中降解失重小于土壤降解,为60.60%。

低氧微环境对P(3HB-co-4HB)与小鼠骨髓间充质干细胞共培养形成心肌补片影响的实验研究

目的探究低氧微环境对小鼠骨髓间充质干细胞(mouse bone marrow mesenchymal stem cells,mMSCs)与聚3羟基丁酸酯-co-4羟基丁酸酯[3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate,P(3HB-co-4HB)]材料共培养形成心肌补片的影响,为细胞移植术治疗心肌梗死提供一种更有效的心肌补片。方法全骨髓培养法提取小鼠骨髓间充质干细胞(mMSCs),取5代mMSCs流式细胞术鉴定表面抗原。将P(3HB-co-4HB)与小鼠骨髓间充质干细胞共培养制作成细胞补片,随机分为常氧组和低氧组,每组各10个样本,0、12、24 h分别用CCK-8法测定细胞增殖情况;扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察补片存活、黏附、生长情况。加入诱导剂5-氮杂胞苷2周后,免疫荧光检测两组心肌肌钙蛋白T(cTnT)的表达情况。结果在共培养24 h后,CCK-8法测定低氧组OD值(0.349±0.038)显著大于常氧组(0.308±0.025)( n =10, P <0.05),扫描电子显微镜观察到低氧组P(3HB-co-4HB)材料上细胞数量更多,细胞与材料之间的黏附牢固,细胞形态正常。免疫荧光显示低氧组cTnT表达比常氧组更加显著。结论相对于常氧条件,低氧微环境可促进骨髓间充质干细胞在P(3HB-co-4HB)材料上的黏附、存活、增殖、分化,形成一种更有效的心肌补片。

P(3HB-co-4HB)/PLA共混材料力学性能、热性能研究

用双螺杆挤出机制备P（3HB—CO-4HB）共聚物与PLA混合物，对共混材料的拉伸强度、冲击性能、熔指和维卡软化点进行考察，并用DSC法分析共混材料的相容性和结晶性，结果表明：P（3HB-4HB）与PLA为部分相容体系；PLA10％以上才能影响P（3HB4HB）拉伸性能，20％以上才会影响P（3HB～4HB）冲击性能，30％以上才会明显影响P（3HB-4HB）维卡软化温度。

氧等离子体表面改性P3/4HB无纺支架

研究氧等离子体表面改性对P3/4HB无纺支架的作用。氧等离子体改性P3/4HB无纺支架,改性的效能通过检测接触角及X射线光电子能谱分析进行结构表征,接种大鼠肌成纤维细胞,检测细胞黏附率以进行功能表征,并检测改性前后的最大应力变化。结果表明:等离子体改性后的P3/4HB无纺支架表面氧含量增加了12.1%,C-O(C-OH)峰、COOR(COOH)峰分别增加了0.2%、6.2%,接触角下降了44°,而最大应力无明显变化,改性后支架细胞黏附率较预处理组高。说明氧等离子体处理P3/4HB支架,可引入功能性的-OH、-COOH等活性基团,改善材料的表面亲水性,提高对细胞的黏附力,为进一步共价接枝生物活性单体创造了条件。

P(3-co-4)HB解聚酶的分离纯化及酶学性质研究

聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P(3-co-4)HB)解聚酶是由微生物所分泌的一种胞外酶,可以将P(3-co-4)HB降解为水溶性小分子物质,为了阐明P(3-co-4)HB材料的生物降解机理并建立其生物循环系统,P(3-co-4)HB降解菌和降解酶的研究越来越受到关注。本论文以Penicillium sp.DS-04菌株为材料,对其产生的P(3-co-4)HB解聚酶进行了分离纯化,发酵液经过冻干和分子筛层析得到了P(3-co-4)HB解聚酶的纯酶组分,纯化倍数和回收率分别为3.15和10.44%,SDS-PAGE显示该酶分子量为44.0kDa。本文还对P(3-co-4)HB解聚酶的酶学性质进行了测定,并初步探讨了解聚酶的作用模式。

P3/4HB/PBS/BPO改性材料的物理性能研究

采用溶剂浇铸法制备了P3/4HB/PBS/BPO改性材料,实验研究表明过氧化苯甲酰(BPO)的添加,复合材料的拉伸性能、断裂伸长率及弹性模量均有不同程度的提高,BPO含量为0.5%时材料的机械性能最优,疏水性能较好,综合性能更好。BPO的加入使复合材料的红外光谱产生了新的吸收峰,引起了PBS和P3/4HB发生交联反应。BPO的添加,提高了材料的耐热性能,降低了材料的熔点,提高了材料的加工性能,增加了材料之间的相容性和相互作用。

生物可降解塑料P34HB的改性研究进展

改性生物塑料是解决其热稳定性差、加工窗口窄、生产成本高的重要途径。本文综述了生物塑料聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯(P34HB)在物理改性和化学改性方面的研究进展,详细介绍了其物理改性和化学改性的方法以及改性P34HB的应用前景,并对P34HB的改性研究及应用发展进行展望。

P3/4HB/PBS/MAH复合材料的机械性能及降解研究

在配比为9:1的P3/4HB/PBS共混物体系中添加不同比例的接枝剂—马来酸苷(MAH)制得P3/4HB/PBS/MAH改性材料。MAH含量为0.7%时复合材料的拉伸强度增强20%,断裂伸长率增大了425%,杨氏模量也较小,MAH的添加增强了P3/4HB/PBS的机械性能。MAH含量为0.7%时复合材料水接触角最大,水溶性降低,MAH的添加增强了复合材料的亲水性能和稳定性,从而加快了复合材料的生物降解性能,120 h复合材料的降解率可达89%,材料中的P3/4HB基本被完全降解。FTIR表明MAH的加入使PBS与P3/4HB发生了接枝聚合反应。TG和XRD发现MAH的添加拓宽了材料的加工范围,减小了材料的结晶度,提高了复合材料的热稳定性和生物相容性。

第四代PHA生物塑料聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯

PHA具有很好的生物降解性能,随着聚羟基脂肪酸酯(PHA)的研究及发展,新一代全生物降解塑料聚3-羟基丁酸酯4-羟基丁酸酯(P3HB4HB)是一种综合性能优异的生物塑料,力学性能与通用塑料PP和PE相近,并可以在传统塑料加工设备上加工成型,新一代生物塑料问世较晚,相应的开发研究和应用还需进一步挖掘。

4-羟基丁酸含量对聚3-羟基丁酸与4-羟基丁酸共聚物性能和结构的影响

目的对3-羟基丁酸4-羟基丁酸共聚酯P(3HB-co-4HB)进行酶解测试。方法通过力学性能测试、失重率分析、热失重分析、X-射线衍射分析、扫描电镜等测试和表征手段对样品的物理性能及生物降解情况进行评价。结果 P(3HB-co-4HB)分子中4HB单体(文中均用摩尔分数表示)的引入提高了材料的柔韧性,材料的脆性下降;失重率方面,4种材料的降解速率从高到低依次为P(3HB)>P(3HB-co-5%4HB)>(3HB-co-10%4HB)>P(3HB-co-15%4HB);酶解前期,材料的热稳定性增强,而酶解后期材料的热稳定性逐渐下降;XRD结果表明材料降解过程中结晶度的变化不明显;P(3HB-co-4HB)分子中随着4HB单体含量的增加,材料表面粗糙度降低,酶解后材料表面被侵蚀,降解速率与失重率结果一致。结论 P(3HB-co-4HB)分子中4HB单体的引入显著影响了材料的机械性能,随着4HB含量的增加,材料的失重率越来越大,热稳定性呈现先上升后下降的趋势,材料表面粗糙度逐渐降低,由于酶解过程属于从表面侵蚀开始,因此酶解过程中样品的结晶度变化不大。

增塑剂对聚(3-羟基丁酸酯-co-4羟基丁酸酯)性能的影响

本文采用偏光显微镜(POM)、电子拉力机研究了增塑剂对聚(3-羟基丁酸酯-co-4羟基丁酸酯)[P(3HB-co-4HB)]的结晶性能及力学性能的影响。研究表明,P(3HB-co-4HB)呈现出典型的环带球晶,球晶上还有消光环带和同心环线共存的现象。增塑剂可使球晶尺寸减小,断裂伸长率提高,拉伸强度降低。随着增塑剂含量的增加,断裂伸长率增大,而拉伸强度降低。

P3/4HB和滑石粉复合增韧填充PLA的研究

通过熔融共混法制备了可完全生物降解的聚乳酸/聚(3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸共聚酯)/滑石粉(PLA/P3/4HB/滑石粉)复合材料,利用万能试验机、扫描电子显微镜、熔体流动速率仪、差示扫描量热仪及热失重分析仪等测试研究了偶联剂处理以及滑石粉含量对PLA/P3/4HB/滑石粉复合材料的力学性能、界面相容性、熔体流动性和结晶性能的影响。结果表明,当滑石粉填充量较少时,偶联剂处理对复合材料的性能影响不大,但当滑石粉填充量较高时,经过偶联剂处理后的滑石粉能显著提高复合材料的熔体流动速率和冲击强度,PLA/P3/4HB/处理滑石粉复合材料的拉伸强度也保持在36.9MPa以上,结晶性能也有所提升,复合材料具有良好的综合性能。

转化生长因子β_1缓释微球对体外P3/4HB无纺支架细胞生长的影响

目的:研究转化生长因子β1(TGF-β1)壳聚糖缓释微球对体外3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯(P3/4HB)无纺支架培养肌成纤维细胞的作用。方法:静电纺丝法制备P3/4HB无纺支架,接种大鼠肌成纤维细胞。在实验组培养基中分别加入TGF-β1缓释微球和TGFβ-1,体外培养1周后行扫描电镜观察,检测羟脯氨酸和DNA含量;并用ELISA法动态检测TGFβ-1缓释微球缓释效果。结果:TGF-β1可从缓释微球中缓慢释放,1周内微球释放率为40.6%。与对照组比较,实验组细胞生长紧密,羟脯氨酸及DNA含量增高。结论:TGFβ-1壳聚糖缓释微球可在体外稳定释放,并具有生物学活性;其运用于P3/4HB无纺支架,可促进细胞增殖和胶原合成,为研究为制备携带壳聚糖TGFβ-1缓释微球的组织工程复合支架打下了良好的基础。

P3HB4HB/OA生物可降解共混物非等温结晶研究

通过熔融共混法制备了可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)(P3HB4HB)/乳清酸(OA)共混物。利用差示扫描量热法(DSC)研究了OA含量对P3HB4HB非等温结晶行为的影响。分析表明,OA可作为成核剂提高P3HB4HB的结晶速率,结晶半衰期(t_(1/2))随着OA含量增加而减小。SEM分析表明:OA颗粒均匀地分散在P3HB4HB基质中。共混体系的结晶动力学通过Avrami、Ozawa和Mo方程进行分析。其中,Ozawa方法不适合描述此共混体系。Avrami方程参数说明OA不改变P3HB4HB的晶体生长方式和成核机理,只增加其成核和生长速率。Friedman结果表明,OA降低了P3HB4HB的结晶活化能,从而促进了P3HB4HB的结晶。

Production of Biodegradable Copolyesters and Terpolyesters of Polyhydroxyalkanoates by Alcaligenes latus DSM 1124

Copolyesters of 3 hydroxybutyrate and 4 hydroxybutyrate along with terpolyesters of 3 hydroxybutyrate, 3 hydroxyvalerate and 4 hydroxybutyrate were produced using Alcaligenes latus DSM 1124 in growth media with precursors of 1,4 butanediol or 1,4 butanediol and valerate. Monomer mass fraction w in the copolyesters varied from 63% to 78% 3 hydroxybutyrate and 1 5% to 6 5% 4 hydroxybutyrate (cell dry weight), depending on precursor supplied. w(monomer) in the terpolyesters varied from 55% to 69% 3 hydroxybutyrate, 0 5% to 3 4% 4 hydroxybutyrate and 3 4% to 16% 3 hydroxyvalerate.

非石油基高分子材料聚羟基脂肪酸酯PHA的改性研究进展

综述了近年来国内外在新型生物可降解材料聚羟基脂肪酸酯(Polyhydroxyalkanoates,PHA)家族主要代表:聚羟基丁酸酯(PHB)、聚3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯的共聚物(PHBV),聚3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯的共聚物(P3/4HB)和聚3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯的共聚物(PHBHHx)的生物、化学和物理三种改性和加工方面的研究进展。通过生物方法可以使PHA材料的化学结构、组成、机械力学性能和成型加工性能更具有多样性和可调性;通过化学途径可以使PHA材料的功能性进一步突出和增强,例如可以使PHA为基础的材料具有优异的生物医学性能,同时也具有好的加工性能;利用物理共混和反应性挤出使PHA材料的所有性能缺陷得到进一步修补,使其更具有实用价值。近十年来,通过以上这些改性手段的结合,PHA力学性能不均衡和成型加工的难题得到了解决,使PHA生物聚酯这类新型非石油基高分子材料得到了飞速发展,其综合性能甚至价格具备了代替部分石油基高分子材料的可能,PHA生物聚酯的规模化工业制造和应用的时代已经来临。