Chaidh am fuasgladh measgaichte de dh ’aigéad poly-L-lactic agus ceallalose ethyl ann an cloroform agus am fuasgladh measgaichte de PLLA agus methyl cellulose ann an searbhag trifluoroacetic ullachadh, agus chaidh am measgachadh PLLA / cellulose ether ullachadh le tilgeadh; Bha na measgachaidhean a fhuaireadh air an comharrachadh le speactroscopaidh infridhearg cruth-atharrachaidh dhuilleagan (FT-IR), calorimetry sganadh eadar-dhealaichte (DSC) agus eadar-dhealachadh X-ray (XRD). Tha ceangal hydrogen eadar PLLA agus ether ceallalose, agus tha an dà phàirt gu ìre co-chòrdail. Le àrdachadh ann an susbaint ceallalose ether anns a’ chothlamadh, bidh an ìre leaghaidh, criostalachd agus ionracas criostal a’ chothlamaidh uile a’ dol sìos. Nuair a tha susbaint MC nas àirde na 30%, gheibhear measgachadh cha mhòr amorphous. Mar sin, faodar ether ceallalose a chleachdadh gus searbhag poly-L-lactic atharrachadh gus stuthan polymer so-ruigsinneach ullachadh le feartan eadar-dhealaichte.
Faclan-luirg: searbhag poly-L-lactic, ceallalose ethyl,methyl ceallalose, measgachadh, ether ceallalose
Cuidichidh leasachadh agus cleachdadh polymers nàdurrach agus stuthan polymer synthetigeach so-ruigsinneach gus fuasgladh fhaighinn air an èiginn àrainneachdail agus an èiginn ghoireasan a tha mu choinneimh mac an duine. Anns na beagan bhliadhnaichean a dh ’fhalbh, tha an rannsachadh air synthesis de stuthan polymer bith-mhillidh a’ cleachdadh goireasan ath-nuadhachail mar stuthan amh polymer air mòran aire a tharraing. Is e searbhag polylactic aon de na polyesters aliphatic truaillidh cudromach. Faodar searbhag lactach a thoirt gu buil le bhith ag aiseag bàrr (leithid arbhar, buntàta, sucrose, msaa), agus faodaidh e cuideachd a bhith air a lobhadh le meanbh-fhàs-bheairtean. Is e goireas ath-nuadhachail a th’ ann. Tha searbhag polylactic air ullachadh bho searbhag lactach le polycondensation dìreach no polymerization fosgladh fàinne. Is e searbhag lactach an toradh mu dheireadh den truailleadh aige, nach dèan truailleadh air an àrainneachd. Tha feartan meacanaigeach sàr-mhath aig PIA, comas giullachd, bith-ruigsinneachd agus bith-fhreagarrachd. Mar sin, chan e a-mhàin gu bheil raon farsaing de thagraidhean aig PLA ann an raon innleadaireachd bith-mheidigeach, ach tha margaidhean mòra comasach aige cuideachd ann an raointean còmhdach, plastaic agus aodach.
Tha cosgais àrd searbhag poly-L-lactic agus na h-uireasbhaidhean coileanaidh aige leithid hydrophobicity agus brittleness a’ cuingealachadh an raon tagraidh aige. Gus a chosgais a lughdachadh agus coileanadh PLLA a leasachadh, chaidh sgrùdadh domhainn a dhèanamh air ullachadh, co-chòrdalachd, morf-eòlas, bith-ruigsinneachd, feartan meacanaigeach, cothromachadh hydrophilic / hydrophobic agus raointean tagraidh copolymers searbhag polylactic agus measgachadh. Nam measg, tha PLLA na mheasgachadh co-fhreagarrach le searbhag poly DL-lactic, polyethylene oxide, polyvinyl acetate, polyethylene glycol, msaa. ann an nàdar. Is e derivatives ceallalose na stuthan polymer nàdarra as tràithe a chaidh a leasachadh le daoine, agus am fear as cudromaiche dhiubh sin ethers ceallalose agus eistir ceallalose. M. Nagata et al. rinn e sgrùdadh air an t-siostam measgachadh PLLA / ceallalose agus lorg e gu robh an dà phàirt neo-fhreagarrach, ach thug a’ phàirt ceallalose buaidh mhòr air feartan criostalachaidh agus truaillidh PLLA. N. Rinn Ogata et al sgrùdadh air coileanadh agus structar PLLA agus siostam measgachadh cellulose acetate. Rinn patent Iapanach sgrùdadh cuideachd air bith-ruigsinneachd measgachadh PLLA agus nitrocellulose. Y. Rinn Teramoto et al sgrùdadh air ullachadh, feartan teirmeach agus meacanaigeach PLLA agus copolymers graft diacetate ceallalose. Gu ruige seo, chan eil ach glè bheag de sgrùdaidhean air an t-siostam measgachadh de dh’ aigéad polylactic agus ether ceallalose.
Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha a 'bhuidheann againn air a bhith an sàs ann an rannsachadh copolymerization dìreach agus measgachadh measgachadh de polylactic acid agus eile polymers. Gus feartan sàr-mhath searbhag polylactic a thoirt còmhla le cosgais ìosal ceallalose agus na toraidhean aige gus stuthan polymer làn-bhith-mhillidh ullachadh, bidh sinn a’ taghadh ceallalose (ether) mar am pàirt atharraichte airson atharrachadh measgachadh. Tha ethyl cellulose agus methyl cellulose nan dà ether ceallalose cudromach. Is e ether alkyl ceallalose neo-ionic a th’ ann an ceallalose ethyl, a ghabhas a chleachdadh mar stuthan meidigeach, plastaic, adhesives agus riochdairean crìochnachaidh aodach. Tha Methyl cellulose solubhail ann an uisge, tha taiseachd sàr-mhath aige, co-leanailteachd, gleidheadh uisge agus feartan cruthachadh film, agus tha e air a chleachdadh gu farsaing ann an raointean stuthan togail, còmhdach, cungaidhean maise, cungaidhean-leigheis agus dèanamh phàipearan. An seo, chaidh measgachadh PLLA / EC agus PLLA / MC ullachadh le dòigh tilgeadh fuasglaidh, agus chaidh beachdachadh air co-chòrdalachd, feartan teirmeach agus feartan criostalachaidh measgachadh PLLA / ceallalose ether.
1. Pàirt deuchainneach
1.1 Stuthan amh
Ethyl ceallalose (AR, Tianjin Huazhen Special Chemical Reagent Factory); methyl cellulose (MC450), sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, ethyl acetate, stannous isooctanoate, cloroform (tha na tha gu h-àrd uile nan toraidhean de Shanghai Chemical Reagent Co., Ltd., agus tha an purrachd aig ìre AR); L-lactic acid (ìre cungaidh-leigheis, companaidh PURAC).
1.2 Ag ullachadh measgachadh
1.2.1 Ag ullachadh searbhag polylactic
Chaidh searbhag poly-L-lactic ullachadh le dòigh polycondensation dìreach. Cuidich am fuasgladh uisgeach L-lactic acid le bloigh tomad de 90% agus cuir a-steach e ann am flasg trì-amhaich, dehydrate aig 150 ° C airson 2 uair fo chuideam àbhaisteach, an uairsin freagairt airson 2 uair fo chuideam falamh de 13300Pa, agus mu dheireadh freagairt airson 4 uairean fo falamh de 3900Pa gus rudan prepolymer dehydrated fhaighinn. Is e an àireamh iomlan de fhuasgladh uisgeach searbhag lactach às aonais toradh uisge an ìre iomlan de prepolymer. Cuir clorid stannous (is e bloigh mòr 0.4%) agus searbhag p-toluenesulfonic (is e an co-mheas de chloride stannous agus searbhag p-toluenesulfonic co-mheas 1/1 molar) siostam catalyst anns an prepolymer a fhuaireadh, agus ann an dùmhlachd chaidh criathar moileciuil a chuir a-steach don tiùb gus beagan uisge a ghabhail a-steach, agus chaidh gluasad meacanaigeach a chumail suas. Chaidh an siostam gu lèir ath-fhreagairt aig falamh de 1300 Pa agus teòthachd 150 ° C. airson 16 uairean gus polymer fhaighinn. Fuasgail am polymer a gheibhear ann an cloroform gus fuasgladh 5% ullachadh, sìoladh agus sileadh le ether anhydrous airson 24 uair, sìoladh an sileadh, agus cuir ann an àmhainn falamh -0.1MPa aig 60 ° C airson 10 gu 20 uairean gus fìor thioram fhaighinn. PLLA polymer. Chaidh cuideam moileciuil coimeasach an PLLA a fhuaireadh a dhearbhadh mar 45000-58000 Daltons le cromatagrafaidheachd lionn àrd-choileanadh (GPC). Chaidh sampaill a chumail ann an desiccator anns an robh fosphorus pentoxide.
1.2.2 Ag ullachadh measgachadh polylactic acid-ethyl cellulose (PLLA-EC)
Cuidich an ìre de dh’ aigéad poly-L-lactic agus ceallalose ethyl gus fuasgladh 1% cloroform a dhèanamh fa leth, agus an uairsin ullaich fuasgladh measgaichte PLLA-EC. Is e an co-mheas de fhuasgladh measgaichte PLLA-EC: 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0/l00, tha a’ chiad àireamh a’ riochdachadh bloigh tomad PLLA, agus tha an àireamh mu dheireadh a’ riochdachadh an tomad bloigh EC. Chaidh na fuasglaidhean ullaichte a ghluasad le inneal-tionndaidh magnetach airson 1-2 uair a thìde, agus an uairsin a dhòrtadh a-steach do mhias glainne gus leigeil leis a ’chloroform falmhachadh gu nàdarra gus film a chruthachadh. Às deidh am film a chruthachadh, chaidh a chuir ann an àmhainn falamh airson tiormachadh aig teòthachd ìosal airson 10 uairean gus an cloroform san fhilm a thoirt air falbh gu tur. . Tha am fuasgladh measgachadh gun dath agus follaiseach, agus tha am film measgachadh cuideachd gun dath agus follaiseach. Bha am measgachadh air a thiormachadh agus air a stòradh ann an desiccator airson a chleachdadh nas fhaide air adhart.
1.2.3 Ag ullachadh measgachadh polylactic acid-methylcellulose (PLLA-MC)
Cuidich an ìre riatanach de dh ’aigéad poly-L-lactic agus methyl cellulose gus fuasgladh searbhag trifluoroacetic 1% a dhèanamh fa leth. Chaidh am film measgachadh PLLA-MC ullachadh leis an aon dòigh ris an fhilm measgachadh PLLA-EC. Bha am measgachadh air a thiormachadh agus air a stòradh ann an desiccator airson a chleachdadh nas fhaide air adhart.
1.3 Deuchainn coileanaidh
Thomhais MANMNA IR-550 spectrometer infridhearg (Nicolet.Corp) speactram infridhearg an polymer (tablet KBr). Chaidh calorimeter sganadh eadar-dhealaichte DSC2901 (companaidh TA) a chleachdadh gus lùb DSC an t-sampall a thomhas, bha an ìre teasachaidh 5 ° C / min, agus chaidh teòthachd gluasaid glainne, puing leaghaidh agus criostalan an polymer a thomhas. Cleachd Rigaku. Chaidh an diffractometer D-MAX / Rb a chleachdadh gus pàtran sgaraidh X-ray den polymer a dhearbhadh gus sgrùdadh a dhèanamh air feartan criostalachaidh an t-sampall.
2. Toraidhean agus deasbad
2.1 Rannsachadh speactroscopaidh fo-dhearg
Faodaidh speactroscopaidh infridhearg cruth-atharrachadh Fourier (FT-IR) sgrùdadh a dhèanamh air an eadar-obrachadh eadar na pàirtean den mheasgachadh bho shealladh ìre moileciuil. Ma tha an dà homopolymers co-chòrdail, faodar atharrachaidhean ann an tricead, atharrachaidhean ann an dian, agus eadhon coltas no falbhaidh stùcan a tha àbhaisteach dha na co-phàirtean a choimhead. Mura h-eil an dà homopolymers co-chòrdail, is e speactram a’ chothlamadh dìreach superposition an dà homopolymers. Anns an speactram PLLA, tha stùc crathaidh sìnte de C = 0 aig 1755cm-1, stùc lag aig 2880cm-1 air adhbhrachadh le crathadh sìneadh C—H den bhuidheann methine, agus bann farsaing aig 3500 cm-1 is air adhbhrachadh le buidhnean terminal hydroxyl. Ann an speactram EC, is e an stùc àbhaisteach aig 3483 cm-1 an stùc crathaidh sìnte OH, a’ nochdadh gu bheil buidhnean O-H air fhàgail air an t-sreath moileciuil, agus is e 2876-2978 cm-1 an stùc crathaidh sìnte C2H5, agus 1637 cm-1 is HOH stùc crathaidh cromadh (air adhbhrachadh leis an sampall a’ gabhail a-steach uisge). Nuair a tha PLLA air a mheasgachadh le EC, anns an speactram IR de hydroxyl sgìre de mheasgachadh PLLA-EC, bidh an stùc OH a’ gluasad gu àireamh tonn ìosal le àrdachadh susbaint EC, agus a’ ruighinn an ìre as ìsle nuair a tha àireamh tonn PLLA / Ec 40/60, agus an uairsin air a ghluasad gu àireamhan tonnan nas àirde, a’ nochdadh gu bheil an eadar-obrachadh eadar PUA agus 0-H de EC iom-fhillte. Anns an roinn crathaidh C = O de 1758cm-1, ghluais an stùc C = 0 de PLLA-EC beagan gu àireamh tonn nas ìsle le àrdachadh EC, a sheall gu robh an eadar-obrachadh eadar C = O agus OH de EC lag.
Ann an spectrogram methylcellulose, is e an stùc àbhaisteach aig 3480cm-1 an stùc crathaidh sìnte O-H, is e sin, tha buidhnean O-H air fhàgail air an t-sreath moileciuil MC, agus tha an stùc crathaidh cromadh HOH aig 1637cm-1, agus tha an co-mheas MC EC nas hygroscopic. Coltach ris an t-siostam measgachadh PLLA-EC, anns an speactra infridhearg de roinn hydroxyl den mheasgachadh PLLA-EC, bidh an stùc OH ag atharrachadh le àrdachadh susbaint MC, agus tha an àireamh tonn as ìsle aige nuair a tha an PLLA / MC ann. 70/30. Anns an roinn crathaidh C = O (1758 cm-1), bidh an stùc C = O a’ gluasad beagan gu àireamhan tonn nas ìsle le bhith a’ cur MC ris. Mar a thuirt sinn na bu tràithe, tha mòran bhuidhnean ann an PLLA a dh'fhaodas eadar-obrachadh sònraichte a chruthachadh le polymers eile, agus faodaidh toraidhean an speactram infridhearg a bhith mar thoradh còmhla air mòran eadar-obrachadh sònraichte a dh'fhaodadh a bhith ann. Anns an t-siostam co-mheasgaichte de PLLA agus ether ceallalose, dh’ fhaodadh gum bi diofar chruthan banna hydrogen ann eadar a ’bhuidheann eistear PLLA, a’ bhuidheann terminal hydroxyl agus a ’bhuidheann ether ceallalose ether (EC no MG), agus na buidhnean hydroxyl a tha air fhàgail. Faodaidh PLLA agus EC no MCs a bhith gu ìre co-chòrdail. Is dòcha gu bheil e mar thoradh air gu bheil agus neart iomadh bannan hydrogen, agus mar sin tha na h-atharrachaidhean ann an roinn O-H nas cudromaiche. Ach, mar thoradh air bacadh làidir air a’ bhuidheann ceallalose, tha an ceangal hydrogen eadar a’ bhuidheann C = O de PLLA agus am buidheann O-H de ether ceallalose lag.
2.2 Rannsachadh DSC
Cromagan DSC de choimeasgaidhean PLLA, EC agus PLLA-EC. Is e an teòthachd gluasaid glainne Tg de PLLA 56.2 ° C, is e an teòthachd leaghadh criostail Tm 174.3 ° C, agus is e an criostalachd 55.7%. Tha EC na polymer amorphous le Tg de 43 ° C agus gun teòthachd leaghaidh. Tha an Tg den dà phàirt de PLLA agus EC gu math dlùth, agus tha an dà roinn gluasaid a ’dol thairis air agus chan urrainnear an aithneachadh, agus mar sin tha e duilich a chleachdadh mar shlat-tomhais airson co-chòrdalachd siostam. Le àrdachadh EC, chaidh an Tm de choimeasgaidhean PLLA-EC sìos beagan, agus lughdaich an criostalachd (b’ e criostalachd an t-sampall le PLLA / EC 20/80 21.3%). Chaidh Tm de na measgachaidhean sìos leis an àrdachadh ann an susbaint MC. Nuair a tha PLLA / MC nas ìsle na 70/30, tha an Tm den mheasgachadh duilich a thomhas, is e sin, gheibhear measgachadh cha mhòr amorphous. Tha ìsleachadh puing leaghaidh measgachadh de pholaimirean criostalach le polymers amorphous mar as trice air sgàth dà adhbhar, is e aon dhiubh buaidh caolachaidh a’ cho-phàirt amorphous; faodaidh am fear eile a bhith mar bhuaidhean structarail leithid lùghdachadh ann an foirfeachd criostalachaidh no meud criostail an polymer criostalach. Chomharraich toraidhean DSC, anns an t-siostam measgachadh de PLLA agus ether ceallalose, gu robh an dà phàirt co-chòrdail gu ìre, agus chaidh casg a chuir air pròiseas criostalachaidh PLLA anns a ’mheasgachadh, a’ leantainn gu lùghdachadh Tm, criostalachd agus meud criostail PLLA. Tha seo a’ sealltainn gum faodadh co-chòrdalachd dà-phàirt siostam PLLA-MC a bhith nas fheàrr na siostam PLLA-EC.
2.3 eadar-dhealachadh X-ray
Tha an lùb XRD de PLLA aig a bheil an stùc as làidire aig 2θ de 16.64 °, a tha a’ freagairt ris an itealan criostail 020, fhad ‘s a tha na stùcan aig 2θ de 14.90 °, 19.21 ° agus 22.45 ° a’ freagairt ri criostalan 101, 023, agus 121, fa leth. Is e uachdar, is e sin, PLLA structar α-criostalach. Ach, chan eil stùc structar criostail ann an lùb sgaraidh EC, a tha a’ nochdadh gur e structar amorphous a th’ ann. Nuair a chaidh PLLA a mheasgachadh le EC, leudaich an stùc aig 16.64 ° mean air mhean, lagaich a dhian, agus ghluais e beagan gu ceàrn nas ìsle. Nuair a bha susbaint an EC aig 60%, bha an stùc criostalachaidh air sgapadh. Tha stùcan caola x-ghath a’ nochdadh criostalan àrd agus meud gràin mòr. Mar as fharsainge an stùc sgaraidh, is ann as lugha am meud gràin. Tha gluasad an stùc sgaraidh gu ceàrn ìosal a’ nochdadh gu bheil farsaingeachd a’ ghràin a’ dol am meud, is e sin, tha ionracas a’ chriostail a’ dol sìos. Tha ceangal hydrogen eadar PLLA agus Ec, agus tha meud gràin agus criostalan PLLA a’ dol sìos, a dh’ fhaodadh a bhith air sgàth gu bheil EC gu ìre co-chòrdail ri PLLA gus structar amorphous a chruthachadh, agus mar sin a’ lughdachadh ionracas structar criostail a’ chothlamadh. Tha toraidhean sgaraidh X-ray de PLLA-MC cuideachd a’ nochdadh toraidhean coltach ris. Tha an lùb sgaraidh X-ray a’ nochdadh buaidh a’ cho-mheas de PLLA / ether cellulose air structar a’ chothlamadh, agus tha na toraidhean gu tur co-chòrdail ri toraidhean FT-IR agus DSC.
3. Co-dhùnadh
Chaidh an siostam measgachadh de dh ’aigéad poly-L-lactic agus ether ceallalose (ethyl cellulose agus methyl cellulose) a sgrùdadh an seo. Chaidh co-chòrdalachd an dà phàirt anns an t-siostam measgachadh a sgrùdadh tro FT-IR, XRD agus DSC. Sheall na co-dhùnaidhean gun robh ceangal hydrogen ann eadar PLLA agus ether ceallalose, agus bha an dà phàirt san t-siostam gu ìre co-chòrdail. Tha lùghdachadh anns a’ cho-mheas PLLA/cellulose ether a’ leantainn gu lùghdachadh ann an ìre leaghaidh, criostalachd, agus ionracas criostail PLLA anns a’ chothlamadh, a’ leantainn gu ullachadh measgachadh de chriostalan eadar-dhealaichte. Mar sin, faodar ether ceallalose a chleachdadh gus searbhag poly-L-lactic atharrachadh, a cothlamadh coileanadh sàr-mhath searbhag polylactic agus cosgais ìosal ether ceallalose, a tha cuideachail airson ullachadh stuthan polymer làn bith-mhillidh.
Ùine puist: Faoilleach 13-2023