在之前的工作中，青島科技大學(xué)沈勇/李志波團(tuán)隊利用強堿/脲二元催化體系實現(xiàn)了δ-己內(nèi)酯和L-丙交酯的順序開環(huán)聚合，制備得到聚乳酸-b-聚(δ-己內(nèi)酯)-b-聚乳酸(PLLA-b-PδCL-b-PLLA)三嵌段共聚物，其中PLLA150-b-PδCL700-b-PLLA150表現(xiàn)出熱塑性彈性體的性質(zhì)，具有較高的拉伸強度，斷裂伸長率和回彈性(Angew. Chem. Int. Ed., 2022, 61(16), e202201407)。在前期工作的基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊通過制備系列PLLA-b-PδCL-b-PLLA三嵌段共聚物(圖1), 系統(tǒng)地討論了共聚物的分子量、硬段體積分?jǐn)?shù)和立體結(jié)構(gòu)對熱塑性彈性體的微相分離結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)的影響。
圖1 聚乳酸-b-聚(δ-己內(nèi)酯)-b-聚乳酸三嵌段共聚物的合成路線
通過對三嵌段共聚物進(jìn)行拉伸性質(zhì)研究，結(jié)果表明：<fhard<0.45的樣品表現(xiàn)出彈性體行為(圖2), mpa)、高斷裂伸長率(εb="600~1000%)。通過改變?nèi)抖喂簿畚锏姆肿恿亢陀捕误w積分?jǐn)?shù)可以調(diào)控樣品的力學(xué)性質(zhì)。0.3<fhard<0.45的樣品表現(xiàn)出彈性體行為(圖2), mpa)、高斷裂伸長率(εb="600~1000%)。通過改變?nèi)抖喂簿畚锏姆肿恿亢陀捕误w積分?jǐn)?shù)可以調(diào)控樣品的力學(xué)性質(zhì)。
圖2 TPE-1、TPE-2、TPE-3的拉伸曲線
圖3 以50 mm·min-1的速率拉伸TPE-6至100%應(yīng)變進(jìn)行循環(huán)拉伸試驗
該工作中制備得到的生物基熱塑性彈性體的力學(xué)性質(zhì)可媲美部分牌號的商品化SBS和SIS，未來有望應(yīng)用于生物醫(yī)藥領(lǐng)域如藥物載體、人造肌肉等。在硬段體積分?jǐn)?shù)較小時，三嵌段共聚物與環(huán)氧大豆油混合后可作為壓敏膠使用。
青島科技大學(xué)化工學(xué)院博士研究生王麗穎為論文第一作者，沈勇/李志波教授為論文的共同通訊作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金，山東省泰山學(xué)者人才工程以及國家重點研發(fā)計劃項目的資助。
