PDLA-COOH 是一种功能性聚合物,全称为 聚D-乳酸羧酸(Poly(D-lactic acid)-carboxylic acid),通常指在聚D-乳酸(PDLA)分子链末端或侧链引入羧基(-COOH)的改性聚合物。它结合了PDLA的生物可降解性、手性特性与羧基的反应活性,在药物递送、组织工程、生物材料及纳米技术等领域展现出应用潜力。
一、分子结构内在因素
1. 分子量及分布
分子量大小:
力学性能:低分子量(<10k Da)PDLA-COOH 脆性高、强度低,易溶于有机溶剂;高分子量(>50k Da)则具有更高的拉伸强度(30-50 MPa)和弹性模量(2-3 GPa),但加工难度增加(熔融粘度高)。
降解速率:分子量越小,链段越短,酯键水解位点相对更多,降解速率更快。
分子量分布(PDI):
窄分布(PDI<1.5)的 PDLA-COOH 性能更均一(如降解速率、力学强度波动小),适合精密医用材料(如药物载体);宽分布(PDI>2.0)则可能导致性能不稳定,影响应用可靠性。
2. 羧基含量与位置
羧基含量:
末端单一羧基(-COOH)的引入对整体亲水性提升有限,但可明显增强反应活性(如与氨基的偶联效率);若通过共聚在侧链引入多个羧基(如与丙烯酸共聚),则亲水性大幅提高,同时加速降解(酯键水解受羧基催化)。
羧基位置:
末端羧基主要影响表面反应性,而侧链羧基更易与水分子或酶接触,对降解速率和细胞粘附性(通过静电作用结合细胞表面蛋白)的影响更明显。
3. 结晶度与立体构型
结晶度:
PDLA-COOH 为半结晶聚合物,结晶度(通常 60-70%)由分子链规整性决定:
高结晶度可提升力学强度和耐温性(熔点 170-180℃),但分子链排列紧密,水分子和酶难以渗透,降解速率较慢;
降低结晶度(如通过与无规 PLA 共聚或控制冷却速率)可加快降解,但力学性能会下降(如拉伸强度降低 20-30%)。
立体构型纯度:
若合成中混入 L-乳酸单体(形成部分 PLLA 链段),会破坏 PDLA 的规整性,降低结晶度,导致熔点下降(如纯度 90% 时熔点降至 150℃),同时加速降解。
二、制备工艺因素
1. 聚合方法与条件
聚合方式:
开环聚合法(以 D-丙交酯为单体)制备的 PDLA-COOH 分子量更高、分布更窄,力学性能更良好;直接缩聚法(以 D-乳酸为单体)产物分子量低、分布宽,更易降解,但成本较低。
催化剂种类:
辛酸亚锡(常用催化剂)残留量会影响降解速率(微量残留可能加速酯键水解)和生物相容性(需控制残留量 < 0.1%);采用生物相容性催化剂(如酶催化)可减少Poison 性风险,但聚合效率较低。
反应温度与时间:
高温(>180℃)或过长反应时间可能导致链断裂或热降解,降低分子量和力学性能;低温(<140℃)则聚合不完全,影响产物纯度。
2. 后处理工艺
提纯方式:
未提纯的 PDLA-COOH 可能残留单体(D-乳酸或 D-丙交酯)或催化剂,导致降解速率异常(单体加速水解)或细胞Poison 性升高;通过沉淀法(如用乙醇沉淀)或层析法提纯可改善性能稳定性。
加工成型方式:
熔融加工(如注塑、纺丝)温度过高(>220℃)会引发酯键断裂,导致分子量下降;溶剂浇铸法可避免高温降解,但可能残留有机溶剂(如二氯甲烷),需严格脱除以保证生物相容性。
名称:PDLA-COOH
产品规格:mg/g
纯度:95%+
保存方式:-20℃以下,避光,防潮
保质期限:12个月
用途:科研
温馨提示:仅用于科研,不能用于人体
图:PDLA-COOH