衣康酸交联聚甘油癸二酸酯的合成与表征:实现弹性性能可调的绿色材料创新

【字体: 时间:2025年09月28日 来源:Macromolecular Chemistry and Physics 2.7

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  本研究针对生物材料弹性性能调控需求,通过无溶剂熔融工艺开发了衣康酸交联聚甘油癸二酸酯(PGSIA)新型弹性体。研究人员系统探究预聚物分子量与羟基含量对材料交联度、力学性能(杨氏模量达24.94 MPa)及降解特性(质量损失最低4.3%)的调控规律,为可降解生物医用材料设计提供新策略。

  
通过两步法合成技术,研究人员成功制备了一系列衣康酸交联的聚(甘油癸二酸酯)(PGSIA)弹性材料。该研究采用不同羟基含量和分子量的预聚物PGS oligomers作为前体,系统探讨了这些参数对最终交联网络结构和性能的影响机制。
随着预聚物分子量的提升,PGSIA材料的交联度显著增加,导致力学性能发生惊人变化:杨氏模量从1.97 MPa跃升至24.94 MPa,拉伸强度从1.25 MPa提升到7.82 MPa。玻璃化转变温度(Tg)也从-15.5°C上升至-5.3°C。材料疏水性同步增强,水接触角从62.3°扩大到88.0°,而降解质量损失率则从12.8%降低到4.3%。
当提高预聚物羟基含量时,交联度同样呈现上升趋势,杨氏模量从3.17 MPa增至9.97 MPa,拉伸强度从1.35 MPa提高到3.39 MPa。有趣的是,玻璃化转变温度(Tg)却呈现反向变化,从-7.5°C逐渐下降至-19.8°C。水接触角从47.9°增加到80.4°,但降解性能表现出相反趋势,质量损失率从6.1%上升到23.5%。
本研究采用的无溶剂熔融工艺符合绿色化学理念,为开发生物可调型弹性体提供了创新性解决方案。
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