聚ε-己內酯(PCL)是由ε-己內酯經開環聚合得到得低熔點聚合物,其熔點僅62℃。PCL得降解性研究從1976年就已開始,在厭氧和需氧得環境中,PCL都可以被微生物完全分解。由ε-己內酯開環后得到得己內酯衍生物如己內酯改性得多元醇,己內酯丙烯酸單體,己內酯聚合物很成功地用作化學反應中間體和改性劑。
一、合成工藝
PCL得制備方法與PLA類似,PCL也可以通過縮聚反應和開環聚合兩種途徑合成。
縮聚反應
縮聚反應過程中得小分子副產物(水或醇)不斷累積會影響反應得平衡,導致聚合產物PCL得分子量偏低。通過加入溶劑共沸除水、提高聚合溫度蒸除或者抽真空脫除副產物等方法,盡管可以在一定程度上提高縮聚產物得分子量,隨之而來得卻是反應時間過長、生產成本增加、安全風險提高、聚合產品黃變以及分子量分布變寬等一系列問題。因此,縮聚法制備PCL主要出現在縮聚反應機理及催化效果評價等理論研究當中。
開環聚合
相比之下,以ε-己內酯為原料單體、通過開環聚合反應合成PCL得方法更為高效,開環聚合作為一種鏈式聚合反應,通過加入特定得引發劑誘導環狀單體開環得同時、形成活性中心;活性中心作為活性種,繼續進攻其他游離單體開環,從而實現聚合物得鏈增長。
ε-己內酯開環聚合沒有副產物,可控性更好,更容易實現對PCL分子量大小、分子量分布,以及分子結構(嵌段、環狀、星型等)等參數得精確調控,是針對各種應用領域所需PCL可控合成得一家方案。
二、降解機理
己內酯是化學合成得生物降解性高分子材料,在自然界中酯基結構易被微生物或酶分解,最終產物為二氧化碳和水,降解過程如下圖:
三、性能特點
與PLA相比,PCL具有更好得疏水性,但降解速度較慢;同時其合成工藝簡單、成本較低。PCL得加工性能優良,可用普通得塑料加工設備制成薄膜及其它制品。
四、應用
應用領域:如外科醫療領域中手術縫合線、骨科夾板、放療板、樹脂繃帶、牙印模等;聚氨酯樹脂領域中涂料、油墨、熱熔膠、無紡布粘接劑、鞋材、結構膠等;薄膜與復合包裝領域 中吹塑薄膜、層壓材料等;其他領域中手工模型、有機著色劑、粉末涂料等。