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答辩报告

答辩报告. 乙酰丙酮铁催化丙交酯聚合 的初步研究 Preliminary Studies on the Ring-Opening Polymerization of D,L-Lactide by Iron( Ⅲ ) acetylacetonate as initiator 研究方向：生物医用高分子材料 学 生：姜明

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Presentation Transcript

  1. 答辩报告 乙酰丙酮铁催化丙交酯聚合 的初步研究 Preliminary Studies on the Ring-Opening Polymerization of D,L-Lactide by Iron(Ⅲ) acetylacetonate as initiator 研究方向：生物医用高分子材料 学 生：姜明 导 师：廖凯荣教授 全大萍副教授

  2. 前言 高相对分子质量的聚乳酸(PLA)通常由丙交酯在有机金属化合物的催化作用下开环聚合而得，其中以辛酸亚锡[Sn(oct)2]应用最为广泛，但包括Sn(oct)2在内的许多有机金属化合物都具有一定的细胞毒性。因此，研制无毒、高活性、反应条件温和、聚合物分子量及其分布可控的催化剂是当前研究的一个重要课题。

  3. 前言 铁元素能参与人体的自然新陈代谢，对人体是无害的，一些复杂的铁化合物也被发现是低毒的。因此开发铁化合物催化剂合成聚乳酸类材料，在学术上和应用上都非常有意义。已有研究发现Fe(acac)3是交酯开环聚合比较有效的催化剂，但关于它的聚合机理以及在含羟基化合物存在下的催化聚合行为，还有待于深入研究。

  4. 前言 本文以Fe(acac)3为催化剂，采用本体封管聚合的方法进行D,L-LA的开环聚合，并初步探索了以Fe(acac)3为催化剂和在PEG存在下丙交酯的聚合行为。为高效低毒催化剂的开发做了一定的前期工作。

  5. Fe(acac)3催化D,L-LA开环聚合

  6. Fe(acac)3催化D,L-LA开环聚合 • 以乙酰丙酮铁为催化剂所得聚合产物的相对分子质量比Sn(oct)2的低，但单体转化率比后者髙。 • 在相同聚合温度（130℃）和聚合时间（40h）条件下，随着反应体系催化剂用量的提高，单体的转化率和产物的相对分子质量同时增大 。 • 在相同催化剂用量[n(Fe(acac)3)/n(LA)=1.0×10-3]和聚合时间（40h）条件下，随着反应温度升高，单体的转化率和产物的相对分子质量都呈下降趋势。 • 在相同催化剂用量[n(Fe(acac)3)/n(LA)=1.0×10-3]和聚合温度（130℃）条件下，随着反应时间的延长，单体的转化率和产物的相对分子质量开始都同时逐渐增大，然后出现下降的趋势。

  7. Fe(acac)3催化D,L-LA开环聚合

  8. Fe(acac)3催化D,L-LA开环聚合

  9. Fe(acac)3为催化剂在PEG存在下的D,L-LA开环聚合

  10. Fe(acac)3为催化剂在PEG存在下的D,L-LA开环聚合 在PEG-400存在下 ，随着PEG摩尔投料比的增大，D,L-LA的聚合转化率以及聚合产物的相对分子质量都减小。这表明在PEG存在下的D,L-LA开环聚合反应中，PEG用量对聚合产物起着决定性的影响。

  11. Fe(acac)3为催化剂在PEG存在下的D,L-LA开环聚合

  12. Fe(acac)3为催化剂在PEG存在下的D,L-LA开环聚合

  13. 结论 • 以Fe(acac)3为催化剂进行了D,L-LA的开环聚合及其在PEG存在下的聚合，单体的转化率及聚合产物的相对分子质量都较高，显示了较好的催化性能； • PEG参与了D,L-LA的开环聚合，D,L-LA是沿着PEG两端的羟基开环聚合实现链增长的； • PEG的投料比对聚合产物的相对分子质量有很大的影响，PEG投料比越大，聚合产物的相对分子质量越低。

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