研究背景：

聚酯是最重要的一类聚合物，既用作热塑性塑料(如聚对苯二甲酸乙二醇酯，PET)，也用作热固性塑料(不饱和聚酯，UP)。聚乳酸(PLA)和聚乙醇酸(PGA)属于脂肪族聚酯家族，通常由a-羟基酸制成。它们在医疗应用领域受到了大量关注，因为它们在体内通过简单水解酯骨架降解为无害无毒的化合物。PGA是一种结晶性高的聚合物(结晶度45-55%)，因此具有较高的拉伸模量，在有机溶剂中的溶解度很低。可降解聚合物不溶于水，但可以通过酯键的水解作用降解，水对酯键的接触取决于单体的疏水性、样品的结晶度和样品的体积尺寸。有许多报告有力地表明，降解动力学不能仅用随机的链断裂来描述，而端基可能在这个过程中起重要作用。降解过程受多种因素的影响，包括水的可得性、分子迁移率等。

研究内容：

希腊的J. Simitzis • D等人以乙醇酸(G)与己二酸(A)和乙二醇(E)为原料合成了不同摩尔比百分比(A: 100-50%和G: 100%)的共聚酯。由于PGA不溶于许多常见的有机溶剂，因此不容易通过热和溶剂型方法进行处理，因此期望这种共聚物具有更好的溶解性，从而方便加工。作者研究了共聚酯的水解降解并与其结构进行了关联。通过DSC,确定了合成的为EA和G单元同时存在的共聚酯。并研究了材料在水解降解后的聚酯在水解过程中失重，并与平衡状态下降解聚酯的FTIR光谱进行比较。通过双参数模型(主要描述降解的初始部分)和四参数模型(包含两个指数项)对水解降解的实验数据进行了拟合，以研究共聚酯在降解过程中的水解动力学。

主要研究结果：

1. 用于合成聚酯的单体，它们的酸值(A.N.)，分子量(Mn)和平均聚合度

2.（a）聚酯A100和G100的DSC曲线；（b）聚酯A90G10, A80G20和A70G30的DSC曲线；（c）聚酯A10G90和均聚A100和G100的M-A80G20和M-A10G90混合物的DSC曲线

3.(a) 初始聚酯A100、G100和A90G10的FTIR光谱;(b) 初始和降解A100聚酯的FTIR光谱;(c) 初始和降解G100聚酯的FTIR光谱

4. 聚酯A100、A80G20、G100和A30G70的水解降解W随时间的变化[W = (Wo - Wt)/Wo，其中Wo为样品的初始重量,Wt为样品在t时刻的重量]实验数据(点)及其与二(虚线)和四参数(连续线)模型的拟合. 双参数模型很好地描述了降解的初始部分(初始至10h的部分)，而四参数模型适用于拟合整个时间段(包括平衡)的水解降解

5. 用双参数模型计算的聚酯降解速率常数k (s-1)与己二酸摩尔进料比(%)的相关性

研究结论：

合成了乙醇酸与己二酸和乙二醇的共聚酯，并对其水解降解进行了研究，并与其结构进行了关联。共聚酯中的晶体主要由EA结构单元的连续序列组成。水解降解后的聚酯在水解过程中失重，并与平衡状态下降解聚酯的FTIR光谱进行比较，发现1142 ~ 800 cm-1区域可用于评价聚酯水解后的降解程度。1142、1077和850 cm-1处的非晶态吸收带在水解后减少，而972、901和806 cm-1处的晶态吸收带在水解后增加。

采用双参数模型(主要描述降解的初始部分)和四参数模型(包含两个指数项)对水解降解的实验数据进行了指数上升到最大值型函数拟合，该模型适用于拟合水解降解的整个时间段(包括平衡)。此外，基于两种模型的聚酯水解降解动力学初始时间内的速率常数k值相似。当己二酸的摩尔进料比从100降低到30%时，k值线性增加，而从30降低到0%时，k值线性减少。聚酯的结晶度越低，表明其无定形区域越高，在水解过程中越容易被破坏。

参考文献：

Correlation of hydrolytic degradation with structure for copolyesters produced from glycolic and adipic acids

原文链接：

https://link.springer.com/article/10.1007/s10856-009-3951-6

DOI: 10.1007/s10856-009-3951-6