共聚物结构与性能
瑞禧生物2025-03-14   作者:wff   来源:
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共聚物‌是由两种或多种单体通过聚合反应形成的聚合物,其结构类型主要包括交替共聚物、无规共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物。这些结构类型根据单体在共聚物中的排列方式不同而有所区别。‌

共聚物 

图:共聚物

(一)结构表征

1. 核磁共振(NMR):通过 ¹H NMR 和 ¹³C NMR 可以确定共聚物中各单体单元的化学结构、连接方式以及相对含量。例如,在 PGA - PLA 共聚物的 NMR 谱图中,不同化学位移的峰对应着 PGA 和 PLA 单元中的不同氢原子或碳原子,通过峰面积的积分比可以计算出两种单体的比例。

2. 红外光谱(FT - IR):FT - IR 可用于检测共聚物中特征官能团的存在。例如,在 PGA - AA 共聚物的红外光谱中,羧基的特征吸收峰(约 1710 cm⁻¹)和酯键的吸收峰(约 1750 cm⁻¹)可用于确认共聚物的结构和组成。

 

(二)性能表征

1. 分子量及分子量分布:凝胶渗透色谱(GPC)是测定共聚物分子量及其分布的常用方法。通过 GPC 可以得到共聚物的数均分子量(Mn)、重均分子量(Mw)以及分子量分布指数(PDI = Mw/Mn)。分子量和分子量分布对共聚物的物理性能(如机械强度、溶解性等)和加工性能有重要影响。

2. 热性能:差示扫描量热法(DSC)和热重分析(TGA)可用于研究共聚物的热性能。DSC 能够测定共聚物的玻璃化转变温度(Tg)、熔点(Tm)等热转变参数,了解共聚物的分子链运动情况和结晶性能。TGA 则可用于分析共聚物在加热过程中的质量变化,评估其热稳定性和降解行为。

3. 力学性能:通过拉伸试验、压缩试验等力学测试方法,可以测定共聚物的拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量等力学性能指标。这些性能参数对于评估共聚物在实际应用中的适用性具有重要意义。

4. 降解性能:将共聚物置于模拟生理环境或特定的降解介质中,定期测定其重量损失、分子量变化以及降解产物的组成等,研究共聚物的降解性能。例如,在降解实验中,将共聚物样品浸泡在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,在恒温条件下,通过定期取样并进行GPC分析,监测其分子量随时间的变化,从而评估共聚物的降解速度。