可生物降解网络型松香聚酯弹性体的合成

可生物降解聚酯型弹性体是一类新的弹性体材料：作为生物医学材料的研究已获得迅速的发展；作为环境友好结构材料的发展也具有重要意义。这一材料在使用性能与其生物降解性上存在矛盾：芳环类聚酯弹性体力学性能好，但可降解性差；脂肪族类聚酯弹性体可生物降解性好，但力学性能尚不理想。松香是自然界极其丰富的一种天然树脂，也是一种可再生资源，它的氢菲环结构具有明显的结构特点。基于上述情况，本项目拟采用松香合成一系列结构材料用聚酯弹性体，其特征是兼顾力学性能和降解性的可生物降解网络型松香聚酯弹性体，并系统地研究材料的组成、结构与性能之间的关系，通过改变原料预聚物的结构、分子量及交联点密度实现对材料各性能的调控，并考查其降解性能。

松香是自然界极其丰富的一种天然可再生资源，松香酸的三元环菲架结构实际上是一种甾族结构，刚性强，可与苯环媲美，所以松香及其衍生物可成为某些源自石油基芳香原料的重要替代物用于高分子合成上。本项目从松香出发，通过与不饱和二酸发生Diels-Alder反应，合成出了松香基丙烯酸加成产物（APA）与松香马来酸酐加成产物（MPA），进而与端羟基的PEG及PCL进行反应，以柠檬酸（CA）作为交联剂，制得了一系列可降解松香基弹性体。主要研究成果如下：.1.通过Diels-Alder加成反应，从天然资源松香出发合成出了松香丙烯酸（APA）和松香马来酸酐(MPA)加成产物，并对其结构进行了表征。同时优化了反应条件，制备的松香基单体产率分别达到45%和50%。.2.松香加成产物APA 与PEG 反应，同时加入柠檬酸作为交联剂，制备了APA/PEG和APA/PEG/CA松香基弹性体。研究结果表明以PEG为软段结构的聚酯弹性体具有很好的热稳定性，T10% 在305～322 ℃之间; 产物的拉伸强度在0.15～2.27 MPa范围内，断裂伸长率在125～260%之间; 相比于脂肪族弹性体PEG/CA,引入松香的菲环结构，产物的热稳定性，拉伸强度都明显提高。同时，通过调节反应物配比及交联剂CA的量，弹性体的热稳定性，力学性能及降解性能可调。.3.松香加成产物APA及MPA分别与PCL反应，加入CA作为交联剂，制备了APA/PCL、MPA/PCL及MPA/PCL/CA松香基弹性体。研究结果表明以PCL为软段结构的松香基聚酯弹性体的热稳定性，力学性能和降解性可以通过改变反应物摩尔配比及CA的量进行调节。相比与PEG为软段结构的松香基聚酯弹性体，热稳定性更好，T10% 最高可达328.5 ℃;产物的拉伸强度在0.75 MPa以下，而断裂伸长率最高可达782%。在生理盐水中加入脂肪酶条件下的测试表明，以PCL为软段结构的松香基聚酯弹性体在四周时间内的质量损耗可达33%，因此产物具有可生物降解性。. 研究工作按各年度计划进展顺利，取得显著研究成果，发表中英文文章4篇，申请并获权中国发明专利5项，基于该基金项目，培养了硕士研究生2名。