有机胍催化法可控合成聚乳酸-聚丁二酸丁二醇酯多嵌段共聚物研究

作者：丁申莹; 徐云龙; 丁马林; 张延凯; 李立衡; 李弘^*; 张全兴^*

来源：Acta Polymerica Sinica, 2019, 50(08): 816-825.

• 有机胍
• 嵌段共聚物
• 聚L-乳酸
• 聚丁二酸丁二醇酯
• 熔融共缩聚

以4种生物质肌酐(CR)系有机胍化合物及辛酸亚锡(Sn(Oct)2)为催化剂首先合成了寡聚L-乳酸(OPLLA)及寡聚丁二酸丁二醇酯(OPBS) 2种大分子单体,继而经熔融嵌段共缩聚(bc-MP)合成了一种中分子量(MMW)多嵌段共聚物(mb(PLLA-PBS)).实验结果证明4种有机胍的催化性能均优于Sn(Oct)2.4种有机胍催化剂中以醋酸肌酐胍(CRA)催化性能最优,氢核磁共振谱(1H-NMR)分析证明所合成MMW-mb(PLLA-PBS)分子中二嵌段摩尔组成比(f OPLLA/f OPBS=89.3/10.7)非常接近设计值(聚合物分子量(Mw=28.6 kDa)、产率(82.02%)、力学性能(拉伸强度TS=21.81 MPa,断裂伸长率BE=49.24%)、热稳定性(起始分解温度,Td,0=270°C)等均优于用Sn(Oct)2催化聚合结果.这一优良性能嵌段共聚物可用作PLLA-PBS共混的增容剂.利用CRA催化bc-MP反应还合成了一种高分子量(Mw=114.0 kDa)的多嵌段共聚物(HMW-mb(PLA-PBS)),其拉伸强度(TS=50.67 MPa)接近PLLA (TS=54.10 MPa),断裂伸长率(BE=60.66%)较PLLA提高15倍.热重分析(TGA)证明,其起始热分解温度(Td,0=272°C)较聚L-乳酸(PLLA)高22°C. 1H-NMR结构分析指出其分子中二嵌段摩尔组成比值(f OPLLA/f OPBS=89.7/10.3)极接近设计值(及HMW-mb(PLLA-PBS)的组成可控合成.在实验研究的基础上推断了大分子单体bc-MP反应的机理.

• 单位
  南开大学; 南京大学