Mixta solutio acidi poly-L-lactici et ethyl cellulosi in chloroformi et mixta solutione PLLA et methyl cellulosi in acido trifluoroacetico praeparata, et mixtio aetheris cellulosa fundendo praeparata; Obtenta mixtionis notae sunt spectroscopiae infraredae folium transformationis (FT-IR), differentiale calorimetry (DSC) et X-radii diffractionem (XRD). Vinculum hydrogenii est inter aetherem PLLA et cellulosum, et duo partim compatibilia sunt. Crescente aethereis cellulosi contenti in mixto, punctum liquescens, crystallinitas et crystallina mixtionis integritas decrescet omnes. Cum MC contenta superior quam 30%, paene amphoris mixtionibus obtineri potest. Ergo aether cellulosus adhiberi potest ad acidum poly-L-lacticum mitigandum ad materias degradabiles cum diversis proprietatibus praeparare.
Keywords: acidum poly-L-lacticum, cellulosum ethylum;yl cellulosamixtio, cellulosa aetherea
Progressio et applicatio polymerorum naturalium et polymerorum turpium syntheticorum materiarum iuvabit ad solvendum discrimen crisi environmentalis et crisi subsidii quae ab homine versatur. Nuper, investigatio de synthesi biodegradabilium materiae polymerorum adhibitis renovandis facultatibus sicut polymerus materiarum rudium magnam attentionem attraxit. Acidum polylacticum unum e magnis polyesteris aliphaticis turpibus est. Acidum lacticum per fermentationem fructuum (ut frumentum, potatoes, sucrosum, etc.) produci potest, et etiam a microorganismis deponi potest. Renovatio resource est. Acidum polylacticum praeparatur ex acido lactico per polycondensationem directam vel polymerizationem anuli aperientis. Ultimum productum degradationis est acidum lacticum, quod non polluit elit. PIA praeclaras proprietates mechanicas, processabilitatem, biodegradabilitatem et biocompatibilitatem habet. Itaque PLA non solum amplis applicationibus in campo machinalis biomedicae, sed etiam in campis coatingis, materiatis, et textilibus ingentia mercatus habet.
Princeps sumptus de acido poly-L-lactico eiusque defectibus perficiendis ut hydrophobicity et fragilitas eius applicationis ambitum limitat. Ut eius sumptus reduceret et observantiam PLLA emendaret, praeparatio, compatibilitas, morphologia, biodegradabilitas, proprietates mechanicae, statera hydrophilica/hydrophobica et applicationes agrorum acidi copolymorum polylactici et mixtionis penitus pervestigati sunt. Inter eos PLLA mixtionem compatibilem facit cum acido DL-lactico, polyethylene oxydatum, acetate polyvinylum, glycollum polyethylenum, etc. Cellulosum est compositum polymerum naturale ex condensatione aba-glucosi formatum, et una ex opulentissimis renovandis facultatibus est. in natura. Derivationes cellulosae sunt antiquissimae materiae naturales polymerorum ab hominibus evolutae, quarum maximae sunt aetheres cellulosi et esters cellulosi. M． Nagata et al. PLLA/cellulosum systematis mixtionis studuit et duo membra compatibles invenere, at proprietates crystallizationis et degradationis PLLA valde affecti sunt ab componentibus cellulosis. N． Ogata et al operam et structuram PLLA acetatis cellulosae mixtionis systematis investigaverunt. Patentes Iaponicae etiam biodegradabilitatis PLLA mixtionis et nitrocellulosae studuerunt. Y． Teramoto et al studuerunt praeparationes, thermas et mechanicas proprietatum PLLA et cellulosae diacetatis insiti copolymorum. Hactenus pauca sunt studia in systemate mixtionis acidi polylactici et cellulosi aetheris.
Nuper, coetus noster versatus est in investigatione directae copolymerizationis et mixtionis modificationis acidi polylactici et aliorum polymerorum. Ad componendas egregias proprietates acidi polylactici cum parvo celluloso et eius derivationibus ad materiam polymerorum biodegradabilem plene praeparandam, cellulosam (aetherem) sicut modificationem mixtionem mixtam. Ethyl cellulosa et yl cellulosa sunt duo aetheres cellulosi magni. Ethyl cellulosum est cellulosum alkyl aethereum aquaticum non-ionicum, quod adhiberi potest ut materias medicas, materias, materias, adhaesiones et agentia conficientia textilia. Methyl cellulosa est aqua solubilis, optimae humidabilitatis, cohaerentiae, aquarum retentio et proprietatum pellicularum cinematographicarum, et late in agris aedificandis materiis, coatingis, cosmeticis, pharmaceuticis et technicis utitur. Hic, PLLA/EC et PLLA/MC mixtiones solutionis methodi fundendi paratae sunt, et convenientiae, thermarum proprietatum et crystallizationum proprietatum PLLA/cellulosae mixtionis aetheris agitatae sunt.
Pars 1. Experimentalis
1.1 Rudis materiae
Ethyl cellulosum (AR, Tianjin Huazhen Praecipua chemica Reagenti Factory); methyl cellulosum (MC450), sodium dihydrogenium phosphatum, disodium hydrogenii phosphas, ethyl acetatis, stannum isooctanoatum, chloroforme (supra omnia producta Shanghai Chemical Reagenti Co., Ltd. et puritas est gradus AR); Acidum lacticum L- (gradus pharmaceuticus, societas PURAC).
Praeparatio 1.2 mixtionis
1.2.1 Praeparatio acidi polylactici
Acidum poly-L-lacticum directo polycondensationis methodo praeparatum est. Ponde acidum aqueum L-lacticum cum fractione massae 90% et eam adde lagonem trium colli, dehydrato ad 150°C per 2 horas sub pressione normali, tum agere per 2 horas sub pressione vacuo 13300Pa, et tandem agere pro IV horas sub vacuo 3900Pa ad obtinendum dehydrated prepolymer res. Summa solutionis acidi lactici aquei minus aquae output est summa prepolymer. Adde chloridem stannum (fractio massae est 0,4%) et acidum p-toluenesulfonicum (proportio chloridi stannosi et p-toluenesulfonici est 1/1 ratio molaris) systema catalyst in prepolymer habito, et in condensatione cribra molecularia in tubum installantur. parva aqua et mechanica agitatione ad hauriendum sustinebatur. Tota systema in vacuo 1300 Pa et temperie 150° C. portatum est per 16 horas ad polymerum obtinendum. Polymerum in chloroformi impetratum solve ad solutionem 5% parandam, spargendam et praecipitandam cum aethere anhydro per 24 horas, praecipitatum sparge, et pone in -0.1MPa clibano vacuo ad 60°C per 10 ad 20 horas ad obtinendum purum siccum. PLLA POLYMER. Relativum pondus hypotheticum obtentae PLLA decrevit Daltonorum esse 45000-58000 per chromatographiam liquidam perficiendi (GPC). Exemplaria in desiccato continente phosphoro pentoxido asservantur.
1.2.2 Praeparatio mixtionis polylactici acidi-ethyl cellulosi (PLLA-EC)
Acidi poly-L-lactici et ethyl cellulosi quantitatem requisitam expende ad solutionem 1% chloroformium respective, et deinde solutionem mixtam PLLA-EC praeparandam. Solutio PLLA-EC mixta proportio est: 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0/l00, primus numerus fractionem massae PLLA repraesentat, posterior numerus repraesentat. massa EC Fraction. Solutiones paratae cum excitatore magnetico per 1-2 horas excitatae sunt, ac deinde in catinum vitreum infunditur ut chloroformem evaporationem naturaliter ad cinematographicam formam permittat. Postquam cinematographica formata est, in clibano vacuo posita est ut siccus humilis temperatus per 10 horas ad chloroform in cinematographico omnino removeatur. . Solutio mixtionis hyalinae et diaphana est, et mixtum etiam coloratum et diaphanum est. Mixtio exsiccata et desiccata ad usum postea repositum.
1.2.3 Praeparatio mixtionis polylactici acidi methylcellulosi (PLLA-MC)
Expende quantitatem requisitam acidi poly-L-lactici et cellulosi yl yl ad solutionem acidi trifluoroacetici respective. PLLA-MC mixtio cinematographica eadem methodo ac PLLA-EC mixtio cinematographica praeparata est. Mixtio exsiccata et desiccata ad usum postea repositum.
1.3 euismod test
MANMNA IR-500 spectrometer infrarubrum (Nicolet.Corp) spectrum infrarubeum polymerorum mensus est (KBr tabula). DSC2901 differentialis calorimeter (TA turma) mensurandi DSC curvam exempli usus erat, rate calefactio 5°C/min erat, et temperatura transitus vitreus, punctum liquescens et crystallinitatem polymeris metiebatur. Utere Rigaku. D-MAX/Rb diffractometer usus est ut diffractionem X-radii exemplaris polymerorum temptaret ut proprietates exempli crystallizationis studeret.
2. Proventus et disceptatio
2.1 Infrared spectroscopium investigationis
Fourieriani spectroscopium infrarubrum (FT-IR) transformare potest, commercium inter componentium mixtionis ex prospectu plani hypothetici. Si duo homopolymeri compatiuntur, variationes frequentiae, mutationes in intensione, et etiam aspectus vel ablatione iugis propriae partium observari possunt. Si duo homopolymeri non compatiuntur, spectrum mixtionis simpliciter est superpositio duorum homopolymerorum. In spectro PLLA vibrationis apicem C=0 ad 1755cm-1 extensum est, cacumen debile ad 2880cm-1 causatum per C-H vibrationem methinae globi tendens, et statio lata ad 3500 cm-1 est. hydroxyl terminales fecit per circulos. In EC spectro, proprietas cacumen ad 3483 cm-1 est OH vibrationis apicem extensus, significans coetus O-H supersunt in catena hypothetica, dum 2876-2978 cm-1 est C2H5 vibrationis apicem tendens, et 1637 cm-1 est HOH Tendens vibratio cacumen (per exemplum aquae absorbentis). Cum PLLA cum EC miscetur, in IR spectro hydroxyli regione PLLA-EC mixtio, cacumen O-H mutationibus ad numerum contentum EC subtilem cum incremento pervenit, minimumque cum PLLA/Ec est 40/60 numerus fluctuum attingit; ac deinde ad altiores fluctus se transfert, indicans commercium inter PUA et 0-H EC complexum esse. In C=O vibrationis regione 1758cm-1, C=0 cacumen PLLA-EC ad numerum fluctuum inferiorem cum augmento EC modice mutatum est, quod significabat commercium inter C=O et OH ipsius EC infirmum esse.
In spectrogrammo methylcelluloso, proprietas cacumen ad 3480cm-1 est O-H vibrationis apicem extensus, hoc est, coetus residua O-H super MC catenam hypotheticam, et inclinatio vibrationis HOH cacumen est ad 1637cm-1; & MC ratio EC hygroscopica magis est. Consimile rationi mixtionis PLLA-EC, in spectris ultrarubri regionis hydroxylis PLLA-EC mixtionis, mutatur apicem O-H cum augmento contentorum MC, et numerum minimum fluctus habet cum PLLA/MC est LXX/XXX. In regione C=O vibrationis (1758 cm-1), C=O apicem leviter transfert ad fluctuationes inferiores, addito MC. Ut supra memoravimus, multae catervae in PLLA sunt quae speciales interactiones cum aliis polymerorum formare possunt, et eventus spectri ultrarubri potest esse coniunctus effectus plurium interactionum specialium possibilerum. In mixto systematis aetheris PLLA et cellulosi, variae formae vinculi hydrogenii inter ester coetus PLLA, coetus terminalis hydroxyli et aetheris cellulosi (EC vel MG), et reliquae coetus hydroxyli possunt. PLLA et EC vel MCs partim compatibilia esse possunt. Fieri potest ut exsistentia ac robur multiplicium vinculorum consectetuer, sic mutationes in regione O-H magis significantes sunt. Attamen, ob stericorum impedimentum globi cellulosi, vinculum hydrogenii inter C=O coetus PLLA et O-H cellulosi aetheris debile est.
2.2 DSC research
DSC curvas PLLA, EC, PLLA-EC mixtiones. Transitus vitreus temperatus Tg PLLA est 56.2°C, temperaturae crystalli liquescens Tim 174.3°C, crystallinitas 55.7%. EC polymerus amorphosus cum Tg 43°C est, nullaque tabe liquefaciens. Tg duorum partium PLLA et EC arctissimae sunt, et duae regiones transeuntium includuntur et discerni non possunt, ita difficile est uti ad normam systematis convenientiae. Crescente EC, Tim PLLA-EC mixtionis aliquantulum decrevit et crystallinitas decrevit (cristallinitas exempli cum PLLA/EC 20/80 21.3% erat). Tim mixtionis cum augmento MC contentum decrevit. Cum PLLA/MC minor est quam 70/30, Tim mixtionis difficilis est metiri, id est, amphorismi fere mixtionis haberi potest. Solet ex duabus demissionibus mixtionis mixtionis polymerorum cum amorphosorum polymerorum cristallini, unus effectus dilutionis amorphoi componentis; altera potest esse effectus structuralis sicut deminutio perfectionis crystallizationis vel magnitudinis crystallini polymeris crystallini. Eventus DSC significavit in mixto aethere PLLA systemate celluloso duo membra partim compatibilia esse, et processum crystallizationem PLLA in mixtione inhibitum fuisse, ex diminutione Tm, crystallinitatis et crystallini magnitudine PLLA. Ex quo patet quod duo systematis PLLA-MC convenientiae componentium meliores esse possunt quam systematis PLLA-EC.
2.3 X-ray diffractionem
Curva XRD PLLA habet cacumen firmissimum ad 2θ of 16.64°, quae respondet 020 plano crystalli, cum cacumina ad 2θ of 14.90°, 19.21° et 22.45° respondent 101, 023, et 121 crystallis, respective. Superficies, id est, PLLA est structura α-crystallina. Nihilominus non est cristalli structurae apicem in diffractione curvae EC, quae amorphos structuram esse indicat. Cum PLLA cum EC mixta est, apicem ad 16.64° paulatim dilatatum, intensio debilitata est, et ad angulum inferiorem aliquantulum movetur. Cum eC contentum 60%, crystallizationis cacumen disperserat. Angusta x-radiata cacumina diffractionem indicant crystallinitatem altam et magnam grani magnitudinem. Latior est cacumen diffractio, minor granorum magnitudo. Subductio diffractionis cacuminis ad angulum humilem indicat quod granum spatii auget, hoc est, integritas crystalli decrescit. Consectetuer vinculum inter PLLA et Ec, ac grani magnitudinem et crystallinitatem PLLA decrescentem, quae fieri potest, quia EC partim cum PLLA componi potest ut structuram amorphodam efformet, inde integritatem cristalli mixti structuram reducens. Disfractio X-radius eventus PLLA-MC etiam similes eventus reflectunt. Diffractio curvae X radius reflectit effectum rationis PLLA/cellulosi aetheris a structura mixti, et eventus omnino consentaneum est cum eventibus FT-IR et DSC.
3. conclusio
Mixtio systematis acidi poly-L-lactici et aetheris cellulosi (ethyl cellulosi et yl cellulosi) hic studuit. Compatibilitas duorum systematis mixti per FT-IR, XRD et DSC studuit. Eventus ostendit consectetuer vinculum inter PLLA et cellulosum aetherem extitisse et duo membra in systemate partim compatibilia fuisse. Decrescunt in PLLA/cellulosa ratione aethereis decrescunt in puncto liquescentis, crystallinitate, et integritate crystalli PLLA in mixto, inde in praeparatione mixtionis diversae crystallinitatis. Ergo aether cellulosus adhiberi potest ad acidum poly-L-lacticum mitigandum, quod componet egregiam observantiam acidi polylactici et aetheris cellulosi humilis sumptus, quod ad materiam polymerorum biodegradabilium plene praeparandam confert.
Post tempus: Jan-13-2023