多臂右旋聚乳酸嵌段共聚物与左旋聚乳酸共混材料的制备、结构与性能关系研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51373169
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0306.高分子材料与环境
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Polylactide (PLA) is a biodegardable bio-plastic, the melting temperature of neat Poly(L-lactide) (PLLA) and Poly(D-lactide) (PDLA)is low. PLA stereocomplex formed after PLLA bended with PDLA, and its melting temperature is as high as 230 C. Because of the strong interaction between enantiomeric PLAs and the rigidity of PLA chain, the elongation at break of the stereocomplex is still low, which limit its appliaction. Introducing flexible chain segment into the rigid chain, it can not only keep the strength of materials, but also can endow flexibility with the material. This project will synthesize the multi-armed PDLA with end hydroxyl group at first, then change it to carboxyl group, the PBS and PBAT with end hydroxyl groups are coupled with the muti-armed end carboxyl gourps modified PDLA. A series of (PDLA-OH)n, (PDLA-b-PBS)n and (PDLA-b-PBAT)n polymers with specific structures are synethesized. These polymers with different strutures, different compositions will blend with PLLA to made blending materials. In these blends, the PLLA can stereocomplex with the PDLA segment, and the formed PLA stereocomplexes will accelerate the crystallization of PLLA. Moreover, the introducing of PBS and PBAT segment will afford better flexibility. And the addation of multi-armed copolymer will favor the moulding injection. both the crystallization ability and the flexibility of the blends expect to be enhanced, and they will set the stage for their applications.
聚乳酸(PLA)是一类可生物降解的生物基塑料,左旋聚乳酸(PLLA)或右旋聚乳酸(PDLA)熔点较低。PLLA与PDLA共混可形成立体复合物,熔点达230℃。但因分子间相互作用较强及分子链刚性,复合后的聚乳酸断裂伸长率仍较低,这限制了其应用。在刚性链中引入柔性链段,不仅可保持共聚物的强度,还可赋予材料一定的韧性。本项目拟首先合成带有端羟基的多臂PDLA,将其端羟基羧基化后,与带端羟基的PBS、PBAT偶合,得到线性及多臂(PDLA-b-PBS)n、(PDLA-PBAT)n嵌段共聚物,将所得多臂PDLA及其嵌段共聚物与PLLA共混制备共混材料。该共混材料中,PLLA与PDLA段的立体复合可提高共混物的熔点,立体复合物亦可加速PLLA结晶;PBS及PBAT柔性段的引入可增加韧性;多臂聚合物的加入也可为加工成型提供有利条件。共混后的材料预期可提高材料的结晶性能及韧性,为应用提供基础。

结项摘要

聚左旋乳酸(PLLA)和聚右旋乳酸(PDLA)能够形成聚乳酸立体复合物(PLA SC,熔点约为230°C),在聚乳酸应用过程中具有重要意义。在本项目支持下,以双金属中心席夫碱乙基铝为催化剂,合成单分散(PDI<1.1)、高立构规整度(旋光纯度>99.5%)的PLLA和PDLA,能使PLA SC熔点达到254°C。进一步将柔性链段PEG与PLLA或者PDLA形成线型和四臂嵌段共聚物PEG-b-PLLA和PEG-b-PDLA,并通过溶液共混制备等比例的线型和四臂共混物,并系统性的研究了PLA SC的结晶行为和凝聚态结构与嵌段共聚物链段结构和组成之间的联系。柔性链段PEG的引入能够有效的抑制PLA HC的出现。由于支化结构带来的空间位阻和粘度的增加,四臂共混物中PLA SC和PEG的熔点与结晶度均低于线型共混物中PLA SC和PEG的熔点与结晶度。同时,以L-缬氨酸为原料,探索合成一种与聚乳酸化学结构非常相似的新型聚酯-聚(L-2-羟基-3-甲基丁酸)[P(L-2H3MB)],其熔点能够达到230°C,具有生物相容性和生物可降解性,且与PLLA呈现较好的相容性。通过将高熔点的P(L-2H3MB)与PLLA共混,构建PLLA受限结晶体系,并初步研究其结晶行为和凝聚态结构。链段结构、化学结构以及受限环境变化对聚乳酸嵌段共聚物/共混物结晶行为和凝聚态结构的系统研究,能够为制备高性能聚乳酸材料提供理论和实验依据。在本项目支持下,共发表SCI论文17篇,专利4项,培养博士研究生4名,硕士研究生1名。

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
The morphology and spherulite growth of PLA stereocomplex in linear and branched PLLA/PDLA blends: effects of molecular weight and structure
线性和支化 PLLA/PDLA 共混物中 PLA 立体复合物的形态和球晶生长:分子量和结构的影响
  • DOI:
    10.1039/c5ce02017d
  • 发表时间:
    2016-01-01
  • 期刊:
    CRYSTENGCOMM
  • 影响因子:
    3.1
  • 作者:
    Shao, Jun;Guo, Yanmei;Hou, Haoqing
  • 通讯作者:
    Hou, Haoqing
Linear and Four-Armed Poly(L-lactide)-block-poly(D-lactide) Copolymers and Their Stereocomplexation with Poly(lactide)s
线性和四臂聚(L-丙交酯)-嵌段-聚(D-丙交酯)共聚物及其与聚(丙交酯)的立体络合
  • DOI:
    10.1002/polb.23597
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Shao Jun;Tang Zhaohui;Sun Jingru;Li Gao;Chen Xuesi
  • 通讯作者:
    Chen Xuesi
Crystallization behavior of PEG/PLLA block copolymers: Effect of the different architectures and molecular weights
PEG/PLLA 嵌段共聚物的结晶行为:不同结构和分子量的影响
  • DOI:
    10.1016/j.polymer.2015.02.019
  • 发表时间:
    2015-04
  • 期刊:
    Polymer
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhou Dongdong;Shao Jun;Li Gao;Sun Jingru;Bian Xinchao;Chen Xuesi
  • 通讯作者:
    Chen Xuesi
Effect of the different architectures and molecular weights on stereocomplex in enantiomeric polylactides-b-MPEG block copolymers
不同结构和分子量对对映体聚丙交酯-b-MPEG嵌段共聚物立构复合物的影响
  • DOI:
    10.1016/j.polymer.2017.07.005
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    polymer
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhou Dongdong;Shao Jun;Sun Jingru;Bian Xinchao;Xiang Sheng;Li Gao;Chen Xuesi
  • 通讯作者:
    Chen Xuesi
Enhanced toughness and strength of poly (d -lactide) by stereocomplexation with 5-arm poly (l -lactide)
通过与 5 臂聚(L-丙交酯)立体络合增强聚(D-丙交酯)的韧性和强度
  • DOI:
    10.1002/app.42857
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Applied Polymer Science
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Sun Bin;Liu Yanlong;Zhang Bao;Bian Xinchao;Li Gao;Chen Xuesi
  • 通讯作者:
    Chen Xuesi

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其他文献

光学纯度对聚左旋乳酸结晶与熔融行为的影响
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    安立佳
Synthesis of PLLA-based block copolymers for improving melt strength and toughness of PLLA by in situ reactive blending
通过原位反应共混合成 PLLA 基嵌段共聚物以提高 PLLA 的熔体强度和韧性
  • DOI:
    10.1016/j.polymdegradstab.2016.11.022
  • 发表时间:
    2017-02
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    边新超;项盛;李杲;陈学思
  • 通讯作者:
    陈学思

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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