Solisyon an melanje nan asid poly-L-laktik ak etil seluloz nan klowofòm ak solisyon an melanje nan PLLA ak methyl cellulose nan asid trifluoroacetic yo te prepare, ak melanj lan PLLA / seluloz etè te prepare pa Distribisyon; Melanj yo jwenn yo te karakterize pa fèy transfòme espektroskopi enfrawouj (FT-IR), kalorimetri optik diferans (DSC) ak difraksyon radyografi (XRD). Gen yon kosyon idwojèn ant PLLA ak etè seluloz, ak de eleman yo pasyèlman konpatib. Avèk ogmantasyon kontni etè seluloz nan melanj lan, pwen k ap fonn, kristalinite ak entegrite kristal melanj lan ap diminye. Lè kontni MC a pi wo pase 30%, yo ka jwenn melanj prèske amorphe. Se poutèt sa, seluloz etè ka itilize pou modifye asid poly-L-laktik pou prepare materyèl polymère degradab ak pwopriyete diferan.
Mo kle: asid poly-L-laktik, etil seluloz,metil seluloz, melanje, seluloz etè
Devlopman ak aplikasyon polymère natirèl ak materyèl polymère entetik degradab pral ede rezoud kriz anviwònman an ak kriz resous èt imen yo fè fas a. Nan dènye ane yo, rechèch la sou sentèz materyèl polymère biodégradables lè l sèvi avèk resous renouvlab kòm materyèl bwit polymère te atire atansyon toupatou. Asid polilaktik se youn nan polyestè alifatik degradab enpòtan yo. Asid laktik ka pwodwi pa fèmantasyon nan rekòt (tankou mayi, pòmdetè, sikwoz, elatriye), epi li ka tou dekonpoze pa mikwo-òganis. Li se yon resous renouvlab. Asid polilaktik prepare soti nan asid laktik pa polikondansasyon dirèk oswa polymerization bag-ouvèti. Pwodwi final la nan degradasyon li yo se asid laktik, ki pa pral polye anviwònman an. PIA gen ekselan pwopriyete mekanik, processability, biodégradabilite ak byokonpatibilite. Se poutèt sa, PLA pa sèlman gen yon pakèt aplikasyon nan jaden an nan jeni byomedikal, men tou, gen gwo mache potansyèl nan jaden yo nan kouch, plastik, ak tekstil.
Pri a wo nan asid poly-L-laktik ak domaj pèfòmans li yo tankou idrofobi ak frajil limite ranje aplikasyon li yo. Yo nan lòd yo diminye pri li yo ak amelyore pèfòmans nan PLLA, preparasyon an, konpatibilite, mòfoloji, biodégradabilite, pwopriyete mekanik, balans idrofil / idrofob ak jaden aplikasyon nan copolymers asid polilaktik ak melanj yo te pwofondman etidye. Pami yo, PLLA fòme yon melanj konpatib ak asid poly DL-laktik, oksid polyethylene, acetate polyvinyl, glikol polyethylene, elatriye. Seluloz se yon konpoze natirèl polymère ki fòme pa kondansasyon β-glikoz, e li se youn nan resous ki pi abondan renouvlab. nan lanati. Dérivés seluloz yo se pi bonè materyèl natirèl polymère moun devlope, ki pi enpòtan nan yo se etè seluloz ak ester seluloz. M． Nagata et al. etidye sistèm nan melanj PLLA / seluloz epi li te jwenn ke de eleman yo te enkonpatib, men pwopriyete yo kristalizasyon ak degradasyon nan PLLA te anpil afekte pa eleman nan seluloz. N． Ogata et al etidye pèfòmans ak estrikti PLLA ak sistèm melanj acetate seluloz. Patant Japonè a tou etidye biodégradabilite PLLA ak melanj nitrocellulose. Y． Teramoto et al etidye preparasyon, tèmik ak mekanik pwopriyete PLLA ak seluloz diacetate grèf copolymers. Jiskaprezan, gen anpil etid sou sistèm melanje asid polilaktik ak etè seluloz.
Nan dènye ane yo, gwoup nou an te angaje nan rechèch la nan kopolimerizasyon dirèk ak modifikasyon melanje nan asid polilaktik ak lòt polymère. Yo nan lòd yo konbine pwopriyete yo ekselan nan asid polilaktik ak pri ki ba nan seluloz ak dérivés li yo prepare materyèl polymère konplètman biodégradables, nou chwazi seluloz (etè) kòm eleman modifye pou modifikasyon melanje. Ethyl cellulose ak methyl cellulose se de etè cellulose enpòtan. Ethyl cellulose se yon etè alkyl seluloz ki pa iyonik ki pa idrosolubl, ki ka itilize kòm materyèl medikal, plastik, adhésifs ak ajan fini twal. Methyl cellulose se idrosolubl, li gen ekselan mouillabilite, limenm, retansyon dlo ak pwopriyete fim-fòme, epi li lajman ki itilize nan jaden yo nan materyèl bilding, kouch, pwodui kosmetik, edikaman ak papye. Isit la, melanj PLLA / EC ak PLLA / MC yo te prepare pa metòd Distribisyon solisyon, ak konpatibilite, pwopriyete tèmik ak pwopriyete kristalizasyon nan melanj etè PLLA / seluloz yo te diskite.
1. Pati eksperimantal
1.1 Matyè premyè
Etil seluloz (AR, Tianjin Huazhen Espesyal Faktori Reyaktif Chimik); methyl cellulose (MC450), sodyòm diidwojèn fosfat, disodyòm idwojèn fosfat, acetate etil, izooktanoat estannye, klowofòm (anwo a se tout pwodwi Shanghai Chemical Reagent Co., Ltd., ak pite a se klas AR); L-laktik asid (klas pharmaceutique, konpayi PURAC).
1.2 Preparasyon melanj
1.2.1 Preparasyon asid polilaktik
Poly-L-laktik asid te prepare pa metòd polikondansasyon dirèk. Peze asid L-laktik solisyon akeuz ak yon fraksyon mas 90% epi ajoute li nan yon flakon twa kou, dezidrate nan 150 ° C pou 2 èdtan anba presyon nòmal, Lè sa a, reyaji pou 2 èdtan anba yon presyon vakyòm nan 13300Pa, epi finalman reyaji pou 4 èdtan anba yon vakyòm nan 3900Pa jwenn yon bagay prepolymer dezidrate. Kantite total asid laktik solisyon akeuz mwens pwodiksyon dlo a se kantite total prepolymer. Ajoute klori stannous (fraksyon mas se 0.4%) ak p-toluenesulfonic asid (rapò a nan klori stannous ak p-toluenesulfonic asid se 1/1 rapò molè) sistèm katalis nan prepolymer la jwenn, ak nan kondansasyon Van Molekilè yo te enstale nan tib la. yo absòbe yon ti kantite dlo, epi yo te kenbe vibran mekanik. Tout sistèm lan te reyaji nan yon vakyòm 1300 Pa ak yon tanperati 150 ° C pou 16 èdtan pou jwenn yon polymère. Fonn polymère yo jwenn nan klowofòm pou prepare yon solisyon 5%, filtre ak presipite ak etè anidrid pou 24 èdtan, filtre presipite a, epi mete l nan yon fou vakyòm -0.1MPa nan 60 ° C pou 10 a 20 èdtan pou jwenn pi sèk. PLLA polymère. Pwa molekilè relatif nan PLLA jwenn yo te detèmine yo dwe 45000-58000 Daltons pa segondè-pèfòmans likid kromatografi (GPC). Echantiyon yo te kenbe nan yon desiccator ki gen pentoksid fosfò.
1.2.2 Preparasyon melanj asid polilaktik-etil seluloz (PLLA-EC)
Peze kantite lajan ki nesesè nan asid poly-L-laktik ak etil seluloz pou fè 1% solisyon klowofòr respektivman, ak Lè sa a, prepare solisyon melanje PLLA-EC. Pwopòsyon solisyon melanj PLLA-EC se: 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0/l00, premye nimewo a reprezante fraksyon mas PLLA, ak dènye nimewo a reprezante a. mas nan Fraksyon EC. Solisyon yo prepare yo te brase ak yon brase mayetik pou 1-2 èdtan, ak Lè sa a, vide nan yon plat an vè pou pèmèt klowofòm nan evapore natirèlman yo fòme yon fim. Apre fim nan te fòme, li te mete nan yon fou vakyòm pou sèk nan tanperati ki ba pou 10 èdtan konplètman retire klowofòm nan fim nan. . Solisyon an melanj se san koulè ak transparan, ak fim nan melanj se tou san koulè ak transparan. Te melanj lan seche epi estoke nan yon desiccator pou itilize pita.
1.2.3 Preparasyon melanj asid polilaktik-methylcellulose (PLLA-MC)
Peze kantite lajan ki nesesè nan asid poly-L-laktik ak seluloz methyl pou fè 1% solisyon asid trifluoroacetic respektivman. Te fim nan melanj PLLA-MC prepare pa menm metòd ak fim nan melanj PLLA-EC. Te melanj lan seche epi estoke nan yon desiccator pou itilize pita.
1.3 Tès pèfòmans
MANMNA IR-550 espektwomèt enfrawouj (Nicolet.Corp) mezire spectre enfrawouj polymère a (tablèt KBr). Yo te itilize DSC2901 diferansye kalorimètr (konpayi TA) pou mezire koub DSC echantiyon an, to chofaj la te 5 ° C / min, ak tanperati tranzisyon an vè, pwen k ap fonn ak kristalinite polymère a te mezire. Sèvi ak Rigaku. Difraktomètr D-MAX/Rb te itilize pou teste modèl diffraction X-ray polymère pou etidye pwopriyete kristalizasyon echantiyon an.
2. Rezilta ak diskisyon
2.1 Rechèch spèktroskopi enfrawouj
Fourier transfòme espektroskopi enfrawouj (FT-IR) ka etidye entèraksyon ki genyen ant eleman yo nan melanj nan pèspektiv nan nivo molekilè. Si de homopolymers yo konpatib, chanjman nan frekans, chanjman nan entansite, e menm aparans oswa disparisyon nan pik karakteristik eleman yo ka obsève. Si de homopolymers yo pa konpatib, spectre melanj la se tou senpleman superposition de homopolymers yo. Nan spectre PLLA a, gen yon pik Vibration etann nan C = 0 nan 1755cm-1, yon pik fèb nan 2880cm-1 ki te koze pa C-H etann Vibration nan gwoup la methine, ak yon bann laj nan 3500 cm-1 se ki te koze pa gwoup idroksil tèminal yo. Nan spectre EC a, pik karakteristik nan 3483 cm-1 se pik OH etann Vibration, ki endike ke gen gwoup O-H ki rete sou chèn molekilè a, pandan y ap 2876-2978 cm-1 se pik Vibration C2H5 etann, ak 1637. cm-1 se pik vibrasyon HOH Bending (ki te koze pa echantiyon an absòbe dlo). Lè PLLA melanje ak EC, nan spectre IR nan rejyon hydroxyl nan melanj PLLA-EC, pik O-H a chanje nan nimewo ond ki ba ak ogmantasyon nan kontni EC, epi li rive nan minimòm lè PLLA/Ec se 40/60 nimewo ond, ak Lè sa a, deplase nan pi wo nimewo ond, ki endike ke entèraksyon ki genyen ant PUA ak 0-H nan EC se konplèks. Nan rejyon an vibrasyon C = O nan 1758cm-1, C = 0 pik nan PLLA-EC yon ti kras deplase nan yon nimewo vag pi ba ak ogmantasyon nan EC, ki endike ke entèraksyon ki genyen ant C = O ak OH nan EC te fèb.
Nan spèktrogram methylcellulose, pik karakteristik nan 3480cm-1 se pik vibrasyon O-H etann, se sa ki, gen gwoup rezidyèl O-H sou chèn molekilè MC, ak pik vibrasyon koube HOH nan 1637cm-1, ak rapò MC EC a pi igroskopik. Menm jan ak sistèm melanj PLLA-EC, nan spectre enfrawouj rejyon hydroxyl melanj PLLA-EC, pik O-H chanje ak ogmantasyon kontni MC, e li gen nimewo vag minimòm lè PLLA/MC a se. 70/30. Nan rejyon an vibrasyon C = O (1758 cm-1), C = O pik la yon ti kras chanjman nan pi ba nimewo ond ak adisyon a nan MC. Kòm nou mansyone pi bonè, gen anpil gwoup nan PLLA ki ka fòme entèraksyon espesyal ak lòt polymère, ak rezilta yo nan spectre enfrawouj la ka efè konbine nan anpil posib entèraksyon espesyal. Nan sistèm melanj PLLA ak etè seluloz, ka gen plizyè fòm kosyon idwojèn ant gwoup ester PLLA, gwoup idroksil tèminal la ak gwoup etè seluloz (EC oswa MG), ak gwoup idroksil ki rete yo. PLLA ak EC oswa MC yo ka pasyèlman konpatib. Li ka akòz egzistans ak fòs plizyè lyezon idwojèn, kidonk chanjman ki fèt nan rejyon O-H yo pi enpòtan. Sepandan, akòz antrav esterik gwoup seluloz la, kosyon idwojèn ant gwoup C = O nan PLLA ak gwoup O-H nan etè seluloz la fèb.
2.2 DSC rechèch
Koub DSC nan melanj PLLA, EC ak PLLA-EC. Tanperati tranzisyon an vè Tg nan PLLA se 56.2 ° C, tanperati a k ap fonn kristal Tm se 174.3 ° C, ak kristalinite a se 55.7%. EC se yon polymère amorphe ak yon Tg nan 43 ° C ak pa gen okenn tanperati k ap fonn. Tg nan de eleman yo nan PLLA ak EC yo trè pre, ak de rejyon tranzisyon yo sipèpoze epi yo pa ka distenge, kidonk li difisil pou sèvi ak li kòm yon kritè pou konpatibilite sistèm. Avèk ogmantasyon EC, Tm nan melanj PLLA-EC diminye yon ti kras, ak kristalinite a diminye (cristalinite echantiyon an ak PLLA/EC 20/80 te 21.3%). Tm nan melanj yo diminye ak ogmantasyon nan kontni MC. Lè PLLA / MC pi ba pase 70/30, Tm nan melanj la difisil pou mezire, se sa ki ka jwenn melanj prèske amorphe. Bese nan pwen an k ap fonn nan melanj nan polymère cristalline ak polymère amorphe se anjeneral akòz de rezon, youn se efè a dilution nan eleman nan amorphe; lòt la ka efè estriktirèl tankou yon rediksyon nan pèfeksyon kristalizasyon oswa gwosè kristal nan polymère a cristalline. Rezilta yo nan DSC endike ke nan sistèm nan melanj nan PLLA ak seluloz etè, de eleman yo te pasyèlman konpatib, ak pwosesis la kristalizasyon nan PLLA nan melanj la te inibit, sa ki lakòz diminisyon nan Tm, kristalinite ak gwosè kristal nan PLLA. Sa a montre ke konpatibilite de-konpozan nan sistèm PLLA-MC ka pi bon pase sa yo ki nan sistèm PLLA-EC.
2.3 difraksyon radyografi
Koub XRD nan PLLA gen pik ki pi fò nan 2θ nan 16.64 °, ki koresponn ak avyon an kristal 020, pandan y ap pik yo nan 2θ nan 14.90 °, 19.21 ° ak 22.45 ° koresponn ak 101, 023, ak 121 crystal respektivman. Sifas, se sa ki, PLLA se estrikti α-cristaline. Sepandan, pa gen okenn pik estrikti kristal nan koub diffraction nan EC, ki endike ke li se yon estrikti amorphe. Lè PLLA te melanje ak EC, pik la nan 16.64 ° piti piti elaji, entansite li febli, epi li deplase yon ti kras nan yon ang pi ba. Lè kontni EC a te 60%, pik kristalizasyon an te gaye. Pik diffraction radyografi etwat endike gwo kristalinite ak gwo gwosè grenn. Plis pik difraksyon an pi laj, se pi piti gwosè grenn lan. Chanjman nan pik diffraction a nan yon ang ki ba endike ke espas grenn nan ogmante, se sa ki, entegrite nan kristal la diminye. Gen yon kosyon idwojèn ant PLLA ak Ec, ak gwosè a grenn ak kristalinite nan PLLA diminye, ki ka paske EC se pasyèlman konpatib ak PLLA yo fòme yon estrikti amorphe, kidonk diminye entegrite nan estrikti nan kristal nan melanj la. Rezilta difraksyon radyografi PLLA-MC yo reflete rezilta menm jan an tou. Koub diffraction radyografi a reflete efè rapò PLLA/seluloz etè sou estrikti melanj lan, e rezilta yo konplètman konsistan avèk rezilta FT-IR ak DSC.
3. Konklizyon
Sistèm melanj asid poly-L-laktik ak etè seluloz (etil cellulose ak methyl cellulose) te etidye isit la. Konpatibilite de eleman yo nan sistèm melanj lan te etidye pa mwayen FT-IR, XRD ak DSC. Rezilta yo te montre ke lyezon idwojèn te egziste ant PLLA ak etè seluloz, ak de eleman yo nan sistèm nan te pasyèlman konpatib. Yon diminisyon nan rapò a PLLA / seluloz etè rezilta nan yon diminisyon nan pwen an k ap fonn, kristalinite, ak entegrite kristal nan PLLA nan melanj la, sa ki lakòz preparasyon an nan melanj nan kristalinite diferan. Se poutèt sa, etè seluloz ka itilize modifye asid poly-L-laktik, ki pral konbine pèfòmans nan ekselan nan asid polilaktik ak pri a ba nan etè seluloz, ki se fezab nan preparasyon an nan materyèl polymère konplètman biodégradables.
Lè poste: Jan-13-2023