Хлороформадагы поли-Л-сөт кислотасы һәм этил целлюлозасының катнаш эремәсе һәм трифлороацетик кислотасында PLLA һәм метил целлюлозасының катнаш эремәсе әзерләнде, һәм PLLA / целлюлоза эфир кушылмасы кастинг белән әзерләнде; Алынган катнашмалар яфрак трансформацион инфракызыл спектроскопия (FT-IR), дифференциаль сканер калориметриясе (DSC) һәм рентген дифракция (XRD) белән аерылып тордылар. ПЛЛА һәм целлюлоза эфиры арасында водород бәйләнеше бар, һәм ике компонент өлешчә туры килә. Кушымта целлюлоза эфирының артуы белән, эретү ноктасы, кристалллыгы һәм катнашның кристалл бөтенлеге кимиячәк. МК эчтәлеге 30% тан артык булганда, аморфик катнашмаларны алырга мөмкин. Шуңа күрә, целлюлоза эфиры поли-Л-сөт кислотасын үзгәртү өчен кулланылырга мөмкин, төрле характеристикасы булган бозыла торган полимер материаллар әзерләү өчен.
Төп төшенчәләр: поли-Л-сөт кислотасы, этил целлюлозасы,метил целлюлозасы, кушылу, целлюлоза эфиры
Табигый полимерларны һәм деградацияләнгән синтетик полимер материалларны эшкәртү һәм куллану кешеләр алдында торган экологик кризисны һәм ресурс кризисын чишәргә ярдәм итәчәк. Соңгы елларда полимер чимал буларак яңартыла торган ресурсларны кулланып, биодеградацияләнә торган полимер материалларны синтезлау буенча тикшеренүләр киң игътибарны җәлеп итте. Полилактик кислотасы мөһим бозыла торган алифатик полиэстерларның берсе. Сөт кислотасы культураларны ферментацияләү ярдәмендә (кукуруз, бәрәңге, сакроза һ.б.) җитештерелергә мөмкин, һәм шулай ук микроорганизмнар белән череп бетергә мөмкин. Бу яңартыла торган ресурс. Полилактик кислота сөт кислотасыннан туры поликонденсация яки боҗраны ачучы полимеризация ярдәмендә әзерләнә. Аның деградациясенең соңгы продукты - сөт кислотасы, ул әйләнә-тирәне пычратмас. PIA искиткеч механик үзлекләргә, эшкәртүчәнлеккә, биодеградациягә һәм биокомплективлыкка ия. Шуңа күрә, PLA биомедицина инженериясе өлкәсендә киң кулланылышка ия түгел, шулай ук каплау, пластмасса, тукымалар өлкәсендә зур потенциаль базарларга ия.
Поли-Л-сөт кислотасының югары бәясе һәм гидрофобика һәм бриттллык кебек җитештерү җитешсезлекләре аның куллану диапазонын чикли. Аның бәясен киметү һәм PLLA эшчәнлеген яхшырту өчен, әзерлек, яраклашу, морфология, биодеградация, механик үзлекләр, гидрофил / гидрофобик баланс һәм полилактик кислота кополимерларының һәм катнашмаларның куллану өлкәләре тирәнтен өйрәнелде. Алар арасында, PLLA поли DL-сөт кислотасы, полиэтилен оксиды, поливинил asetat, полиэтилен гликол һ.б. белән туры килә торган кушылма формалаштыра. Cellеллюлоза - β-глюкоза конденсациясеннән барлыкка килгән табигый полимер кушылмасы, һәм яңартыла торган ресурсларның берсе. табигатьтә. Cellеллюлоза туемнары - кешеләр тарафыннан эшләнгән иң табигый полимер материаллар, аларның иң мөһиме - целлюлоза эфирлары һәм целлюлоза эфирлары. M． Нагата һ.б. PLLA / целлюлоза кушылу системасын өйрәнде һәм ике компонентның туры килмәвен ачыклады, ләкин PLLA кристалллашуы һәм деградация үзенчәлекләре целлюлоза компонентына бик нык тәэсир итте. N． Огата һәм башкалар PLLA һәм целлюлоза асетат кушылу системасының эшләвен һәм структурасын өйрәнделәр. Япон патенты шулай ук PLLA һәм нитроцеллюлоза катнашмаларының биодеградациясен өйрәнде. Y． Терамото һ.б. PLLA һәм целлюлоза диасетат прививкасы кополимерларының әзерлеген, җылылык һәм механик үзлекләрен өйрәнде. Әлегә полилактик кислота һәм целлюлоза эфирының кушылу системасы буенча тикшеренүләр бик аз.
Соңгы елларда безнең төркем туры кополимеризация һәм полилактик кислотаның һәм башка полимерларның катнаш модификациясен тикшерү белән шөгыльләнә. Полилактик кислотаның искиткеч үзенчәлекләрен целлюлоза һәм аның туемнары белән тулы биодеградацияләнә торган полимер материаллар әзерләү өчен, без целлюлозаны (эфирны) модификацияләү өчен үзгәртелгән компонент итеп сайлыйбыз. Этил целлюлозасы һәм метил целлюлозасы - ике мөһим целлюлоза эфиры. Этил целлюлозасы - суда эри торган ион булмаган целлюлоза алкил эфиры, ул медицина материаллары, пластмасса, ябыштыргыч һәм текстиль бизәү агентлары буларак кулланылырга мөмкин. Метил целлюлозасы суда эри, искиткеч дымлылыгы, бердәмлеге, су тоту һәм кино формалаштыру үзенчәлекләренә ия, һәм төзелеш материаллары, каплау, косметика, фармацевтика һәм паперма ясау өлкәсендә киң кулланыла. Монда, PLLA / EC һәм PLLA / MC катнашмалары эремә кастинг ысулы белән әзерләнде, һәм PLLA / целлюлоза эфир кушылмаларының яраклашуы, җылылык үзлекләре һәм кристаллаштыру үзлекләре турында сөйләштеләр.
1. Эксперименталь өлеш
1.1 Чимал
Этил целлюлозасы (АР, Тяньцзинь Хуазен махсус химик реагент фабрикасы); метил целлюлозасы (MC450), натрий диhидроген фосфат, дисодиум водород фосфат, этил asetat, искиткеч изоктанат, хлороформ (югарыда әйтелгәннәр - Шанхай Химик Реагент ООО продуктлары, һәм чисталыгы AR дәрәҗәсе); Л-сөт кислотасы (фармацевтик класс, PURAC компаниясе).
1.2 Кушымталар әзерләү
1.2.1 Полилактик кислотаны әзерләү
Поли-Л-сөт кислотасы туры поликонденсация ысулы белән әзерләнгән. Л-сөт кислотасының су эремәсен 90% масса белән үлчәгез һәм аны өч муенлы фласска кушыгыз, нормаль басым астында 2 сәгать дәвамында 150 ° C дегидрат, аннары 13300Pa вакуум басымы астында 2 сәгать реакцияләгез, һәм ниһаять Сусызланган преполимер әйберләр алу өчен 3900Па вакуумы астында 4 сәгать реакция. Сөт кислотасы су эремәсенең минус суы минус - преполимерның гомуми күләме. Алынган преполимерда катализатор системасына каты хлорид (масса фракциясе - 0,4%) һәм р-толуенезульфон кислотасы (старан хлорид һәм р-толуенезульфон кислотасы катнашуы 1/1 моляр катнашы) кушыгыз, һәм конденсациядә трубкага молекуляр кулаклар куелды. аз күләмдә су сеңдерергә, һәм механик кузгату сакланган. Полимер алу өчен бөтен система 1300 П вакуумда һәм 150 ° C температурада реакцияләнде. Алынган полимерны хлороформада эретегез, 5% эремә әзерләгез, сусыз эфир белән фильтрлагыз һәм 24 сәгать чокырлагыз, явым-төшемне фильтрлагыз, һәм -0.1МПа вакуум миченә 60 ° C ка 10-10 сәгать эчендә чиста коры алыгыз. ПЛЛА полимеры. Алынган ПЛЛАның чагыштырмача молекуляр авырлыгы югары җитештерүчән сыек хроматография (GPC) буенча 45000-58000 Дальтон дип билгеләнде. Fosрнәкләр фосфор пентоксиды булган десикаторда сакланган.
1.2.2 Полилактик кислота-этил целлюлоза катнашмасын әзерләү (PLLA-EC)
1% хлороформ эремәсе ясау өчен, поли-Л-сөт кислотасы һәм этил целлюлозасын кирәкле күләмдә үлчәгез, аннары PLLA-EC катнаш эремә әзерләгез. PLLA-EC катнаш эремәнең катнашуы: 100/0, 80/20, 60/40, 40/60, 20/80, 0 / l00, беренче сан PLLA массалы өлешен, соңгы санны күрсәтә EC фракциясе массасы. Әзерләнгән эремәләр 1-2 сәгать магнит стритеры белән кайнатылды, аннары хлороформның табигый рәвештә парга әйләнүе өчен пыяла савытка салдылар. Фильм формалашканнан соң, вакуумлы мичкә урнаштырылды, фильмдагы хлороформаны тулысынча бетерү өчен 10 сәгать түбән температурада киптерергә. . Кушымта эремәсе төссез һәм үтә күренмәле, һәм катнаш фильм да төссез һәм ачык. Бу катнашма киптерелгән һәм соңрак куллану өчен десикаторда сакланган.
1.2.3 Полилактик кислота-метилселулоза катнашмасын әзерләү (PLLA-MC)
1% трифлороацетик кислотасы эремәсе ясау өчен кирәкле күләмдә поли-Л-сөт кислотасы һәм метил целлюлозасын үлчәгез. PLLA-MC катнаш фильм PLLA-EC катнаш фильм белән бер үк ысул белән әзерләнгән. Бу катнашма киптерелгән һәм соңрак куллану өчен десикаторда сакланган.
1.3 Спектакль тесты
MANMNA IR-550 инфракызыл спектрометр (Nicolet.Corp) полимерның инфракызыл спектрын үлчәде (KBr планшеты). DSC2901 дифференциаль сканер калориметры (TA компаниясе) үрнәкнең DSC сызыгын үлчәү өчен кулланылды, җылыту темплары 5 ° C / мин, һәм пыяла күчү температурасы, эрү ноктасы һәм полимерның кристалллыгы үлчәнде. Ригаку кулланыгыз. D-MAX / Rb дифрактометры полимерның рентген дифракция үрнәген сынау өчен кулланылды, үрнәкнең кристаллашу үзлекләрен өйрәнү өчен.
2. Нәтиҗә һәм фикер алышу
2.1 Инфракызыл спектроскопия тикшерүе
Фурье трансформацион инфракызыл спектроскопия (FT-IR) катнаш компонентларның үзара тәэсирен молекуляр дәрәҗә күзлегеннән өйрәнә ала. Ике гомополимер туры килсә, ешлыктагы сменалар, интенсивлыкның үзгәрүе, хәтта компонентларга хас булган биеклекләрнең тышкы кыяфәте яки юкка чыгуы күзәтелергә мөмкин. Әгәр дә ике гомополимер туры килмәсә, катнаш спектры - ике гомополимерның суперпозициясе. PLLA спектрында C = 0 сузылган тибрәнүнең иң югары ноктасы 1755см-1, 2880см-1 зәгыйфь көч, метин группасының C - H сузылган тибрәнүе аркасында, һәм 3500 см-1 киң киңлектә. терминал гидроксил төркемнәре аркасында. ЕС спектрында, 3483 см-1 характеристик чокы - О сузылган тибрәнүнең иң югары ноктасы, молекуляр чылбырда O - H төркемнәре калганын күрсәтә, 2876-2978 см-1 - C2H5 сузылган тибрәнү чокы, һәм 1637 см-1 - HOH Бөкләнү тибрәнү чокы (су сеңдерүче үрнәк аркасында). PLLA EC белән кушылганда, PLLA-EC кушылмасының гидроксил өлкәсенең IR спектрында, O - H иң югары дулкынга күчә, EC эчтәлеге арту белән, һәм PLLA / Ec 40/60 дулкынлы булганда минимумга җитә, аннары PUA һәм 0-H EC арасындагы үзара бәйләнешнең катлаулы булуын күрсәтеп, югары дулкыннарга күчә. 1758см-1 C = O тибрәнү өлкәсендә, PLLA-ECның C = 0 чокы EC арту белән түбән дулкын санына күчә, бу C = O һәм OH EC арасындагы үзара бәйләнешнең зәгыйфь булуын күрсәтә.
Метилцеллюлоза спектрограммасында, 3480см-1 характеристиканың иң югары ноктасы O - H сузылган тибрәнү чокы, ягъни MC молекуляр чылбырында калдык O - H төркемнәре бар, һәм HOH бөкләнү тибрәнү чокы 1637см-1, һәм MC коэффициенты гигроскопик. PLLA-EC кушылу системасына охшаган, PLLA-EC кушылмасының гидроксил өлкәсенең инфракызыл спектрында, O - H чокы MC эчтәлеге арту белән үзгәрә, һәм PLLA / MC булганда минималь дулкын саны бар. 70/30. C = O тибрәнү өлкәсендә (1758 см-1), C = O чокы МК кушылуы белән түбән дулкыннарга күчә. Алда әйтеп үткәнебезчә, ПЛЛАда башка полимерлар белән үзара бәйләнеш булдыра алырлык бик күп төркемнәр бар, һәм инфракызыл спектр нәтиҗәләре мөмкин булган махсус үзара бәйләнешнең берләштерелгән эффекты булырга мөмкин. ПЛЛА һәм целлюлоза эфирының кушылу системасында, PLLA эстер төркеме, терминал гидроксил группасы һәм целлюлоза эфиры эфир төркеме (EC яки MG) һәм калган гидроксил төркемнәре арасында төрле водород бәйләнеш формалары булырга мөмкин. PLLA һәм EC яки MC өлешчә туры килергә мөмкин. Бу берничә водород бәйләнешенең булуы һәм көче аркасында булырга мөмкин, шуңа күрә O - H өлкәсендәге үзгәрешләр мөһимрәк. Ләкин, целлюлоза группасының стерик киртәсе аркасында, C = O PLLA төркеме белән O - H целлюлоза эфиры арасында водород бәйләнеше зәгыйфь.
2.2 DSC тикшеренүләре
PLLA, EC һәм PLLA-EC DSC кәкреләре кушылалар. ПЛА пыяла күчү температурасы 56,2 ° C, кристаллның эрү температурасы Tm 174,3 ° C, кристалллыгы 55,7%. EC - амг полимер, Tg 43 ° C һәм эрү температурасы юк. PLLA һәм ECның ике компонентының Tg бик якын, һәм ике күчеш өлкәсе бер-берсенә охшаш һәм аерып булмый, шуңа күрә аны системаның яраклашу критерийы итеп куллану кыен. EC үсеше белән, Tm PLLA-EC катнашмалары бераз кимеде, һәм кристалллыгы кимеде (PLLA / EC 20/80 белән үрнәкнең кристалллыгы 21,3% иде). ТМ кушылмаларының артуы белән кимеде. PLLA / MC 70/30дан түбән булганда, ТМ катнашмасын үлчәү авыр, ягъни аморфик катнашуны диярлек алырга мөмкин. Кристалл полимерларның аморф полимерлары белән кушылу эрү ноктасының түбәнәюе гадәттә ике сәбәп аркасында була, берсе - аморф компонентының эретү эффекты; икенчесе кристаллизация камиллеген киметү яки кристалл полимерның кристалл зурлыгы кебек структур эффектлар булырга мөмкин. DSC нәтиҗәләре күрсәткәнчә, PLLA һәм целлюлоза эфирының кушылу системасында ике компонент өлешчә туры килгән, һәм катнашмадагы PLLA кристаллаштыру процессы тыелган, нәтиҗәдә ТМ кимү, кристалллык һәм PLLA кристалл зурлыгы. Бу шуны күрсәтә: PLLA-MC системасының ике компонентлы ярашуы PLLA-EC системасына караганда яхшырак булырга мөмкин.
2.3 Рентген дифракция
PLLA-ның XRD сызыгы иң көчле иң югары нокта 16,64 °, бу 020 кристалл яссылыкка туры килә, ә иң югары нокталар - 14,90 °, 19.21 ° һәм 22.45 °, 101, 023, һәм 121 кристаллга туры килә. Faceир өсте, ягъни PLLA α-кристалл структурасы. Ләкин, EC-ның дифракция сызыгында кристалл структурасы юк, бу аның аморф структурасы булуын күрсәтә. PLLA EC белән кушылгач, иң югары нокта 16,64 ° әкренләп киңәйде, интенсивлыгы зәгыйфьләнде һәм бераз түбән почмакка күчте. ЕС эчтәлеге 60% булганда, кристаллизациянең иң югары ноктасы таралды. Тар рентген дифракциянең югары биеклеге кристалллыгын һәм зур ашлык зурлыгын күрсәтә. Дифракциянең иң киңлеге, ашлык күләме кечерәк. Дифракциянең иң югары почмагына күчү ашлык арасы артуын күрсәтә, ягъни кристаллның бөтенлеге кими. PLLA һәм Ec арасында водород бәйләнеше бар, һәм ашлыкның зурлыгы һәм PLLA кристалллыгы кими, бу булырга мөмкин, чөнки EC өлешчә PLLA белән аморф структурасын формалаштыра, шуның белән катнашның кристалл структурасының бөтенлеген киметә. PLLA-MC рентген дифракция нәтиҗәләре дә шундый ук нәтиҗәләрне күрсәтә. Рентген дифракция сызыгы PLLA / целлюлоза эфирының катнаш структурасына тәэсирен чагылдыра, һәм нәтиҗәләр FT-IR һәм DSC нәтиҗәләре белән тулысынча туры килә.
3. Йомгаклау
Монда поли-Л-сөт кислотасы һәм целлюлоза эфирының (этил целлюлозасы һәм метил целлюлозасы) катнаш системасы өйрәнелде. Ике компонентның кушылу системасында туры килүе FT-IR, XRD һәм DSC ярдәмендә өйрәнелде. Нәтиҗә күрсәткәнчә, водород бәйләнеше PLLA һәм целлюлоза эфиры арасында булган, һәм системаның ике компоненты өлешчә туры килгән. ПЛЛА / целлюлоза эфир коэффициентының кимүе эретү ноктасының, кристалллылыкның һәм кристалл бөтенлегенең катнашында кимүенә китерә, нәтиҗәдә төрле кристалллы катнашмалар әзерләнә. Шуңа күрә, целлюлоза эфиры поли-Л-сөт кислотасын үзгәртү өчен кулланылырга мөмкин, ул полилактик кислотаның искиткеч эшләвен һәм целлюлоза эфирының аз бәясен берләштерәчәк, бу тулы биодеградланган полимер материаллар әзерләү өчен уңайлы.
Пост вакыты: 13-2023 гыйнвар