离子液体增塑生物基聚丁内酰胺的热分解机理

采用疏水性1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIM]PF_(6))和亲水性1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF_(4))两种咪唑类离子液体(IL)增塑聚丁内酰胺(PBL),探讨了IL对PBL结晶性能及热性能的影响.研究发现,两种IL都会削弱PBL分子间氢键,并抑制PBL晶体在(200)晶面的生长,降低PBL结晶度.当IL添加质量分数为5%时,增塑膜熔点下降7~8℃.与纯PBL膜相比,[BMIM]BF_(4)增塑PBL膜热稳定性下降,而[BMIM]PF_(6)增塑PBL膜的热稳定性提高.[BMIM]PF_(6)增塑PBL膜热分解过程的热动力学分析结果表明,其热分解反应活化能为46.68 kJ/mol,反应级数为1,热分解最概然机理函数模型符合Mampel单行法则(一级),即PBL受到热刺激后,在聚合物和分解产物界面无规律成核,反应核心具备反应活性,随后反应逐步扩大,直至结束.

壳聚糖支架在周围神经修复中的应用研究进展

天然高分子材料壳聚糖具有生物相容性好、降解行为安全和免疫原性低等优点,被广泛应用于组织工程的多个领域。在神经组织工程中,利用壳聚糖构建不同形式神经工程支架,模拟周围神经天然结构、引导缺损神经再生已成为当前周围神经修复的主要研究方向。本文综述了不同形式壳聚糖支架(水凝胶、薄膜、微球、导管)在周围神经损伤修复中的应用及研究进展,并对存在的问题和未来研究方向进行了探讨,为促进壳聚糖神经组织工程支架的研究和临床应用提供了思路。

聚丁内酰胺的生物降解性研究进展

目的介绍聚丁内酰胺(Polybutyrolactam,PA4)的生物降解性研究现状,综述聚丁内酰胺及其衍生物在海洋、土壤、堆肥等自然环境中的生物降解速率及降解机制,为聚丁内酰胺的改性和应用研究提供指导。方法采用分类总结的方法,对比聚丁内酰胺及其衍生物在不同环境下的降解行为,阐述目前关于其降解机制的研究进展。结论聚丁内酰胺可在自然环境中短期内降解,其优异的生物降解性与亲水性有关,同时自然环境中长期存在的某些菌群能够分泌胞外酶水解酰胺键,使得聚丁内酰胺可在自然环境中快速降解。结构改性对聚丁内酰胺的降解速率具有一定影响,探究聚丁内酰胺改性后生物降解性的变化,有助于开拓控制其降解速率的新思路。聚丁内酰胺具有极高的气体阻隔性和出色的力学性能,未来作为可降解材料在食品包装方面应用具有极高的应用前景,通过合适的改性手段实现PA4热塑加工,并保留PA4良好的生物降解性,明确环境微生物对PA4及其改性产物的代谢和降解途径,也是未来研究的难点和热点。

聚己内酯/聚丁内酰胺电纺纤维的制备及性能

通过溶液静电纺丝法制备了聚己内酯/聚丁内酰胺(PCL/PBL)电纺纤维膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、水相接触角测量仪、原子力显微镜(AFM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、电子万能拉力机对PCL/PBL电纺纤维的形貌、亲疏水性、结晶性能、热性能及力学性能进行了研究。结果表明,随着PBL含量的增加,纤维直径增大、分布变窄,且纤维膜的亲水性明显改善;PCL与PBL有一定相容性,PCL/PBL电纺纤维膜的结晶度高于PCL或PBL均聚物电纺纤维膜,并随PBL含量增加而提高;PCL/PBL电纺纤维膜中PCL熔点随PBL含量增加而略有增加,PBL组分的熔点则基本不变。两组分的结晶温度和纤维膜热稳定性均随PBL含量增加而降低。PBL的加入使电纺纤维膜的力学性能明显提高。

立构二嵌段聚乳酸微纳米纤维的制备与结晶性能

以羟基封端D型聚乳酸(HO-PDLA)作为大分子引发剂引发L-丙交酯(L-LA)本体开环聚合制备了不同数均分子量的线性立构二嵌段聚乳酸(di-sb-PLA),并应用静电纺丝技术制备了亚微米级纤维。结果表明:所合成的di-sb-PLA形成了完全的立构复合(sc)晶型,熔点均超过了215℃,热稳定性得到改善并表现出良好的韧性,浇注膜的断裂伸长率可达250%。电纺纤维膜中聚乳酸(PLA)分子链呈高度无定形状态,通过冷结晶生成大量的sc晶体,比熔融淬火样有更强的结晶能力。sc晶体的生成与甲基和羰基的相互作用有关。

LiCl对聚丁内酰胺的热塑改性研究

以LiCl作为增塑剂,采用熔融共混挤出法对聚丁内酰胺(PA4)进行热塑改性制得改性PA4(LiCl/PA4)。利用广角X射线衍射(WAXD)、差示扫描量热(DSC)和拉伸测试等方法对LiCl/PA4的结晶性能、热力学性能和力学性能等进行了研究和分析。结果表明,将LiCl加入到PA4中,由于Li^(+)和C=O中的氧原子发生络合作用,破坏了PA4中分子间的氢键和结晶。随着LiCl含量的增加,LiCl/PA4的熔点和结晶度逐渐减小,断裂伸长率大幅提高,拉伸强度先升高后降低。当LiCl与PA4的质量比为5%时,熔点为223.9℃,结晶度降低至37.88%。当LiCl与PA4的质量比为1%时,拉伸强度最高可增至57.90 MPa。

聚乳酸/聚丁内酰胺电纺核-壳结构纤维的制备及性能

通过溶液静电纺丝法制备了基于聚L-乳酸/聚丁内酰胺(PLLA/PBL)共混体系的全生物基可降解纤维。通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测试、差示扫描量热(DSC)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)以及全反射红外光谱(ATR)等方法,表征并分析了PLLA与PBL的共混比例对纤维形貌、直径、亲水性、热性能及结晶性能的影响,并研究了共混纤维的内部结构。结果表明:PLLA与PBL以不同比例共混电纺均可得到形貌均匀的纤维,PLLA/PBL共混纤维的直径低于纯PLLA纤维的直径,且PLLA/PBL共混纤维的平均直径随PBL含量的增加而减小;PBL的加入没有明显改善PLLA/PBL共混纤维的亲水性,但对纤维中PLLA组分的结晶以及晶体的完善有阻碍作用;电纺过程中溶剂挥发导致的相分离使PLLA/PBL共混纤维形成了以PLLA为壳、PBL为核的核-壳结构。

聚丁内酰胺的热性能改性

聚丁内酰胺的熔点与热分解温度较接近,不利于熔融加工。文中采用溶液共混法制备支化聚丁内酰胺(B-PA4)及线型聚丁内酰胺(L-PA4)共混物,并通过差示扫描量热分析、X射线衍射和热重分析表征共混物的结晶性能及热性能,通过拉伸测试研究了共混膜的力学性能。结果表明,B-PA4的加入使得共混物的结晶度、熔点、热稳定性均发生降低。当相对分子质量为2000的B-PA4与L-PA4质量比大于1∶1时,共混物熔点(T_(m))降至258℃,最大降解速率对应温度(T_(p))保持不变,两者间温度差与L-PA4相比提高了10℃。当相对分子质量为5000的B-PA4与L-PA4共混质量比为2∶1时,T_(m)与T_(p)的温度差提高了5℃。相对分子质量为8000的B-PA4与L-PA4共混后,T_(m)和T_(p)温度差无显著变化。共混物膜的拉伸强度均提高至40 MPa以上,但断裂伸长率明显下降,高分子量B-PA4有助于提高其强度,减小断裂伸长率的降低幅度。