长链支化聚乳酸的合成、表征与应用.docx

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一、绪论
多聚物是由许多单元分子聚合而成的大分子化合物，具有较高的分子量、高分子量分布范围及多样化的结构组成，在化学、材料、医学等领域都具有广泛的应用。乳酸是一种常见的生物可降解聚合物单体，其聚合物聚乳酸（polylactic acid, PLA）可用于各种生物医学材料、干细胞培养基、药物控释等领域。然而，由于其相对较长的生物降解时间和生物性能还有待完善，限制了其广泛应用的进一步。
聚乳酸的支化改性可以改善聚乳酸的性能，例如提高分子量分布范围、加速降解速度、改进体内降解途径、优化力学性能等。因此，长链支化聚乳酸的研究具有重要的学术和应用价值。
二、长链支化聚乳酸的合成
长链支化聚乳酸较难制备，目前多采用在聚乳酸分子中引入具有分支结构的单体或者引入已合成的支化单体的方法。根据使用的引入单体不同，分为单一分支、多分支和骨架多分支。
（一）单一分支
单一分支即在聚乳酸中引入一种单一分支结构单体。Y. Bulut等利用嵌段共聚物创造了一种附属基团可以通过“可控溶剂化”与大环状嵌段相互作用的方法来控制分支点密度的PLA。他们聚合了1,5-环己二酮酸二乙酯（C8）和乳酸（LA）的混合物，通过选择合适的共聚物数量，可以在聚乳酸链上引入不同数量的环状支链。
（二）多分支
多分支即在聚乳酸中引入多种分支结构单体。N. Satu等采用了PLA主链与分支结构单元间的共聚合来制备多分支化PLA。他们合成了表面富含甲基阳离子和甲基苯替烷基阴离子的具有共混胶体结构的嵌段共聚物，然后将其转化为多分子结构的支链单元，再与乳酸单体缩聚形成多分支化PLA。
（三）骨架多分支
骨架多分支即利用将分支单体引入PLA骨架的方法来制备多分支化PLA。Q. Huang等采用生物催化法聚合乳酸（1,2-丙二醇）（LA1,6-HDO）和不同的2,2-双（甘氨酸苯基酯基）丙酸（GL-γ-GA）同时作为共聚物，制备了具有骨架多分支结构的PLA。
三、长链支化聚乳酸的表征
长链支化聚乳酸的表征方法包括分子量测定、凝胶渗透色谱（GPC）、核磁共振（NMR）等。
由于长链支化聚乳酸的复杂结构，分子量测定方法往往难以准确地反映其分子量分布范围。GPC则可以用于分析长链支化聚乳酸的分子量分布范围和分支密度。NMR可以用于分析长链支化聚乳酸的结构和支链的位置、数量等。
四、长链支化聚乳酸的应用
长链支化聚乳酸具有优异的应用前景，在药物控释、组织工程、医用材料、生物降解塑料等领域都具有潜在的应用价值。
（一）药物控释
长链支化聚乳酸的分子结构中含有分支结构，可以改变其分子形态和热力学性质，从而提高聚乳酸的溶解度和药物释放速度。例如，Y. Zhao等通过在聚乳酸链中引入不同数量和密度的丁烯基分支链，可以控制药物吸附量和释放速度，从而实现对药物的精准控释。
（二）组织工程
长链支化聚乳酸的支链结构可以优化多孔PLA的力学性能和细胞附着性能，提高组织工程材料的力学支撑和生物相容性。例如，L. Tang等采用酸催化聚合法合成了具有丰富多孔结构和支链的聚乳酸生物支架，可以用于骨组织、软骨组织和血管组织中的细胞培养和支架修复。
（三）医用材料
长链支化聚乳酸可以用于制备医用输液袋、呼吸道支架、支气管支架等，具有较强的耐压和耐撕裂性能。例如，D. Liu等利用保护基和阳离子的协同催化反应研究了支化PLA的制备和性能，制备了具有良好力学性能和生物相容性的医用PLA材料。
（四）生物降解塑料
长链支化聚乳酸可以用于制备具有优异生物降解性能的塑料材料，具有广泛的应用前景。例如，L. Wu等采用嵌段共聚物的方法制备了PLA/PCL共聚物支化PLA材料，具有优异的生物降解性能和力学性能。
五、结论
长链支化聚乳酸的合成、表征和应用为近年来聚乳酸材料研究的热点之一，有望在未来具有更广泛的应用领域。未来的研究需要继续探究长链支化聚乳酸的结构与性能之间的关系，寻求更加精确的结构设计和制备方法，为其在医学、材料等领域的应用提供优异的性能保障。