PCLPEG嵌段共聚物的合成、表征及结晶性研究.docx

PCLPEG嵌段共聚物的合成、表征及结晶性研究
PCLPEG嵌段共聚物的合成、表征及结晶性研究
嵌段共聚物是指由两种或以上的不同单体按一定顺序聚合而成的高分子化合物，其具有相对于均聚物更加复杂的化学和物理性质。PCLPEG嵌段共聚物由聚己内酯(PCL)和聚乙二醇(PEG)嵌段聚合而成，具有优良的生物相容性和可降解性，是一种重要的生物医用高分子材料。本文旨在对PCLPEG嵌段共聚物的合成、表征及结晶性进行综述。
一、合成
PCLPEG嵌段共聚物的合成方法主要有两种：一种是通过环氧化反应合成；另一种是通过嫁接反应合成。
1.环氧化反应合成
PCLPEG嵌段共聚物的环氧化反应合成过程如下：
首先，PCL和PEG分别与丙烯酸和环氧丙烷反应，制备得到羧酸修饰的PCL和环氧修饰的PEG。接着，在DMSO溶液中，将两种化合物混合并加入氯化亚铜(CuCl2)作为催化剂，并进行反应，得到PCLPEG嵌段共聚物。该反应的机理为：丙烯酸羧酸与环氧丙烷发生环氧化反应生成羧酸修饰的PCL和环氧修饰的PEG，通过亚胺或亚胺酯基团催化，在DMSO溶剂中进行缩聚反应，形成PCLPEG嵌段共聚物。该方法不仅操作简单，而且反应物易得，是一种较为普遍的制备方法。
2.嫁接反应合成
PCLPEG嵌段共聚物的嫁接反应合成过程如下：
首先，PCL中羟基甲基化，得到羟甲基修饰的PCL。其次，通过活性酯化的反应原理，将PEG和羟甲基修饰的PCL进行嫁接反应，合成PCLPEG嵌段共聚物。该反应的机理为：PCL和PEG在羧酸对的作用下，通过成脂活性酯反应，形成高分子嵌段共聚物。该方法合成的高分子结构简单而明确。
二、表征
在合成PCLPEG嵌段共聚物后，需要对其进行各种表征分析，以确定其结构和性质。常见的表征手段有以下几种：
1.核磁共振(NMR)分析
利用1HNMR和13CNMR分析PCLPEG嵌段共聚物的结构。1HNMR能够清晰地识别PCL和PEG嵌段单元，判断嵌段长度和分布，13CNMR则能够分析共聚物的化学结构和碳原子排布。
2.傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析
通过FTIR光谱分析，可以了解嵌段共聚物的化学结构和官能团分布情况。
3.凝胶渗透色谱(GPC)分析
通过GPC分析，可以计算出嵌段共聚物的分子量、分子量分布情况、相对分子量等参数，并进一步确定嵌段共聚物的结构和分子量分布情况。
三、结晶性
1.结晶行为
PCLPEG嵌段共聚物的结晶行为受到其嵌段长度和分布的影响。一般情况下，嵌段长度越短，结晶性越差；反之，嵌段长度越长，结晶性越好。同时，均聚物PCL和PEG的结晶性也会影响PCLPEG嵌段共聚物的结晶性。
2.结晶方式
PCLPEG嵌段共聚物的结晶方式包括同序型结晶和异序型结晶。同序型结晶又称为等头嵌段共聚物的结晶，是指PCL和PEG按照相同比例分别排列，形成相互平行的结晶柱状晶体；异序型结晶是指PCL和PEG成为不同嵌段排列，形成相互垂直排列的层状晶体。
3.结晶机理
PCLPEG嵌段共聚物结晶的机理主要有两种：一种是缺陷结晶机制，即因在高分子链中产生许多缺陷而导致结晶;另一种是协同结晶机制，即由于PCL和PEG两种嵌段具有不同的结晶特性，所以在结晶过程中相互作用，引起结晶行为的改变。
四、结论
PCLPEG嵌段共聚物是一种重要的生物医用高分子材料，通过环氧化反应和嫁接反应两种方法可以制备PCLPEG嵌段共聚物。在对其进行各种表征手段分析后，可以了解其结构和性质。PCLPEG嵌段共聚物的结晶行为和结晶机理受到其嵌段长度和分布的影响，同时也会受到PCL和PEG两种单体的结晶特性的影响。在未来的研究中，需要进一步探究PCLPEG嵌段共聚物的结晶特性和应用前景。