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聚己內(nèi)酯(Polycaprolactone,簡(jiǎn)稱PCL)是一種半結(jié)晶性的線性脂肪族聚酯,也是常見(jiàn)的可生物降解塑料。以下是關(guān)于PCL材料的詳細(xì)介紹:
1. **合成方法**:
- PCL通常是由引發(fā)劑在本體或溶液中引發(fā)ε-己內(nèi)酯進(jìn)行開(kāi)環(huán)聚合而得到。常規(guī)的聚合方法是用辛酸亞錫催化,在140-170℃下熔融本體聚合環(huán)聚合而成。常用的引發(fā)體系還包括稀土化合物引發(fā)體系、活潑氫引發(fā)體系、有機(jī)金屬化合物引發(fā)體系、酶催化引發(fā)體系等。
2. **物理性質(zhì)**:
- **熔點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度**:PCL具有較低的熔點(diǎn),大約在55-60℃,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度約為-60℃。這使得它在室溫下呈軟玻璃態(tài)。
- **密度**:密度為1.146g/mL(25℃時(shí))。
- **溶解性**:不溶于水,易溶于多種極性有機(jī)溶劑,如芳香化合物、酮類等,但不溶于正己烷。
- **熱穩(wěn)定性**:熱穩(wěn)定性好,溫度達(dá)到350℃才會(huì)分解。
3. **特性**:
- **生物相容性**:在體內(nèi)與生物細(xì)胞相容性很好,細(xì)胞可在其基架上正常生長(zhǎng),降解后產(chǎn)物可被機(jī)體吸收或代謝,對(duì)人體無(wú)毒無(wú)害。
- **生物降解性**:在土壤和水環(huán)境中,6-12個(gè)月可完全分解成CO?和H?O,這一特性使其在環(huán)保領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
- **良好的相容性**:可和PE、PP、ABS、AS、PC、PVAC、PVB、PVE、PA、天然橡膠等很好地互容,能夠與多種常規(guī)塑料共混使用。
- **形狀記憶溫控性質(zhì)**:具有良好的形狀記憶功能,可通過(guò)溫度控制其形狀變化。
4. **應(yīng)用領(lǐng)域**:
- **醫(yī)療領(lǐng)域**:可用于生產(chǎn)生物可降解的醫(yī)療植入物,如手術(shù)縫合線、外科螺釘和固定板等,這些植入物在患者痊愈的過(guò)程中會(huì)逐漸降解,無(wú)需二次手術(shù)取出;還可用于藥物輸送系統(tǒng),將藥物包裹在PCL微球或納米粒子中,實(shí)現(xiàn)藥物的緩慢釋放;在組織工程中,PCL支架可以為新組織的生長(zhǎng)提供結(jié)構(gòu)支持。
- **3D打印**:由于其低熔點(diǎn)、易于加工和良好的成型性,是3D打印的熱門材料,可用于創(chuàng)建原型、定制植入物和其他三維結(jié)構(gòu)。
- **塑料改性**:可作為塑料低溫沖擊性能改性劑和增塑劑,改善其他塑料的性能。
- **其他領(lǐng)域**:可用于制作醫(yī)用造型材料、工業(yè)美術(shù)造型材料、玩具、有機(jī)著色劑、熱復(fù)寫(xiě)墨水附著劑、熱熔膠合劑等。