聚ε-己內(nèi)酯（PCL）是由ε-己內(nèi)酯經(jīng)開環(huán)聚合得到得低熔點(diǎn)聚合物，其熔點(diǎn)僅62℃。PCL得降解性研究從1976年就已開始，在厭氧和需氧得環(huán)境中，PCL都可以被微生物完全分解。由ε-己內(nèi)酯開環(huán)后得到得己內(nèi)酯衍生物如己內(nèi)酯改性得多元醇，己內(nèi)酯丙烯酸單體，己內(nèi)酯聚合物很成功地用作化學(xué)反應(yīng)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(yīng)和開環(huán)聚合兩種途徑合成。
縮聚反應(yīng)
縮聚反應(yīng)過程中得小分子副產(chǎn)物(水或醇)不斷累積會影響反應(yīng)得平衡,導(dǎo)致聚合產(chǎn)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(chǎn)物等方法,盡管可以在一定程度上提高縮聚產(chǎn)物得分子量,隨之而來得卻是反應(yīng)時(shí)間過長、生產(chǎn)成本增加、安全風(fēng)險(xiǎn)提高、聚合產(chǎn)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(xiàn)在縮聚反應(yīng)機(jī)理及催化效果評價(jià)等理論研究當(dāng)中。
開環(huán)聚合
相比之下,以ε-己內(nèi)酯為原料單體、通過開環(huán)聚合反應(yīng)合成PCL得方法更為高效,開環(huán)聚合作為一種鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng),通過加入特定得引發(fā)劑誘導(dǎo)環(huán)狀單體開環(huán)得同時(shí)、形成活性中心;活性中心作為活性種,繼續(xù)進(jìn)攻其他游離單體開環(huán),從而實(shí)現(xiàn)聚合物得鏈增長。
ε-己內(nèi)酯開環(huán)聚合沒有副產(chǎn)物,可控性更好,更容易實(shí)現(xiàn)對PCL分子量大小、分子量分布,以及分子結(jié)構(gòu)(嵌段、環(huán)狀、星型等)等參數(shù)得精確調(diào)控,是針對各種應(yīng)用領(lǐng)域所需PCL可控合成得一家方案。
二、降解機(jī)理
己內(nèi)酯是化學(xué)合成得生物降解性高分子材料，在自然界中酯基結(jié)構(gòu)易被微生物或酶分解，最終產(chǎn)物為二氧化碳和水，降解過程如下圖：
三、性能特點(diǎn)
與PLA相比，PCL具有更好得疏水性，但降解速度較慢；同時(shí)其合成工藝簡單、成本較低。PCL得加工性能優(yōu)良，可用普通得塑料加工設(shè)備制成薄膜及其它制品。
四、應(yīng)用
應(yīng)用領(lǐng)域：如外科醫(yī)療領(lǐng)域中手術(shù)縫合線、骨科夾板、放療板、樹脂繃帶、牙印模等；聚氨酯樹脂領(lǐng)域中涂料、油墨、熱熔膠、無紡布粘接劑、鞋材、結(jié)構(gòu)膠等；薄膜與復(fù)合包裝領(lǐng)域 中吹塑薄膜、層壓材料等；其他領(lǐng)域中手工模型、有機(jī)著色劑、粉末涂料等。
