含芳环结构可降解共聚物的制备与膜性能调控研究

4-羟基肉桂酸（4HCA）与3,4-二羟基肉桂酸（DHCA）是来源于绿色植物的"植物性单体"，其分子结构中均含有芳环和不饱和双键，所形成的均聚物呈现良好的热稳定性和光反应活性，并具有可降解性能。本项目以4HCA和DHCA为主要原料，分别与自制的不同分子量聚己内酯、3,4-二羟基苯基丙胺酸（DOPA）和乳酸进行缩聚反应，通过控制聚合反应工艺条件，实现对共聚物的链结构、组成、支化度和分子量等进行控制，建立高分子量的4HCA及DHCA基含芳环结构可降解共聚物的制备方法；探索共聚物的成膜条件，重点研究膜的力学性质、透气性、降解性和热稳定性等与其组成和结构等间的构效关系；通过简单有效的方法构筑具有多级结构的超疏水性表面，探讨其形成机理与影响条件；考察不同波长紫外光照射下的成环与开环反应对膜性能的影响，并对膜的生物相容性进行评价，最终实现对膜材料性能的调控，为其在医用、包装和涂层等领域的应用奠定基础。

随着生态环境保护和资源可持续利用等观念的深入人心，基于可再生资源的高分子因其具有良好的生物可降解性而备受关注。现有可降解高分子材料热学、力学性能较差，成型加工困难，不能有效替代传统高分子材料，因此合成新的可降解高分子并通过研究构效关系来优化材料性能具有重要的理论意义和实用价值。本课题针对可降解高分子的结构可控合成与材料性能优化基本科学问题，以天然单体4-羟基肉桂酸、3,4-二羟基肉桂酸和3,4-二羟基苯丙氨酸为主要原料，组合缩聚反应、开环反应、可控自由基聚合等手段，设计并合成了一系列新型二元及三元共聚物，系统研究了聚合物性质如熔点、热稳定性、结晶性及其降解速率与共聚物组成之间的关系。采用不同的成型方法制备了可降解共聚物膜，通过改变共聚单体的种类及比例，实现了膜材料力学性能和降解速率的调控。在此基础上利用3,4-二羟基肉桂酸的光敏特性和具有良好生物相容性的无机纳米粒子的增韧作用，分别采用紫外光照和物理共混，得到了交联膜和纳米复合材料，进一步提高了膜的拉伸强度和断裂伸长率。本课题研究为综合性能优良的可生物降解高分子材料的开发提供了重要的理论指导作用。