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1脂肪族聚酯类产品的性质和应用1

MasatsuguMochizuki博士马祺祥译1

1.1引言1

1.2脂肪族聚酯的分类和性质2

1.2.1聚α-羟基酸4

1.2.2聚β-羟基脂肪酸酯5

1.2.3聚ω-羟基脂肪酸酯5

1.2.4聚二羧酸亚烷基二酯5

1.2.5脂肪族聚酯的加工性6

1.3.1PCL纤维7

1.3脂肪族聚酯纤维生物降解时的结构影响7

1.3.2聚琥珀酸丁二酯纤维14

1.4PLA19

1.4.1PLA及其产品的生产19

1.4.2关键性能特征20

1.4.3环境降解21

1.4.4PLA产品及其未来应用25

1.5结论27

1.6缩略语28

1.7参考文献29

2.1引言31

Ann-ChristrineAlbertsson博士、教授，IndraK．Varma博士、教授马祺祥译31

2脂肪族聚酯31

2.2历史概况32

2.3化学结构34

2.3.1天然存在的聚酯：虫胶34

2.3.2微生物生产的聚酯35

2.3.3缩聚反应生成的聚酯36

2.3.4通过开环聚合反应制备的聚酯38

2.3.5用共聚合反应进行的结构改性45

2.4分布48

2.5降解49

2.6应用53

2.7前景与展望54

2.8致谢55

2.9缩略语55

2.10参考文献56

3生物可降解高分子（Biopol？）65

JawedAsrar博士，KennethJ．Gruys博士陈金春译65

3.1引言65

3.2历史概况66

3.3微生物合成PHA67

3.4植物生产Biopol？70

3.5.1Biopol？和其他PHA的形态学75

3.5Biopol？的性质75

3.5.2PHA的组成和分子结构76

3.5.3Biopol？的结晶行为77

3.5.4Biopol？的热性质77

3.5.5Biopol？熔体流变学和对加工的影响78

3.5.6Biopol？支化效应79

3.6PHA的加工性能80

3.6.1成核剂的作用81

3.6.2增塑剂的作用82

3.6.3Biopol？的物理和机械性能83

3.7用羟基末端PHA制备嵌段共聚物84

3.8Biopol？的熔体加工85

3.8.1成型86

3.8.2挤出86

3.8.3Biopol？在纸和纸板上的熔体涂覆87

3.8.4纤维的熔融纺丝88

3.8.5复丝89

3.8.6无纺布89

3.8.7无纺织物涂层90

3.9Biopol？和相关PHA的生物降解91

3.10PHA的生物相容性92

3.11.1钓丝和渔网93

3.11Biopol？的应用93

3.11.2其他海洋方面的应用94

3.11.3在生物医学方面的应用94

3.12长烷基链共聚物及其他共聚物的功能97

3.13有关Biopol？和相关PHA的生产和性质专利98

3.14缩略语100

3.15参考文献102

4PHA在医药方面的应用109

SimonF．Williams博士，DavidP．Martin博士邓英译109

4.1引言109

4.2历史概况110

4.3.2机械及热性能112

4.3PHA制备及特性：入门112

4.3.1生产112

4.3.3PHA高分子的消毒灭菌114

4.4生物相容性114

4.4.1自然分布115

4.4.2体外细胞培养实验116

4.4.3体内组织反应117

4.5生物学分布119

4.6生物吸收性120

4.6.1体外降解120

4.6.2体内生物吸收性121

4.7应用122

4.7.1心血管123

4.7.2牙齿及上颌面骨127

4.7.3药物释放129

4.7.4药物前体135

4.7.5神经修复136

4.7.6营养学应用136

4.7.7整形外科137

4.7.8泌尿系统138

4.7.9伤口控制139

4.9专利140

4.8应用前景140

4.10缩略语142

4.11参考文献143

5聚丙交酯151

HidetoTsuji博士、教授吴琼译151

5.1引言151

5.2历史概况152

5.3单体的合成与提纯153

5.4高分子的合成155

5.4.1均聚物155

5.4.2线型共聚物158

5.4.3接枝共聚物159

5.4.5交联高分子160

5.5聚合物共混160

5.4.4支化聚合物160

5.6添加剂163

5.7纤维增强塑料163

5.8成型164

5.8.1热处理164

5.8.2成孔164

5.9高度有序结构165

5.9.1结晶165

5.9.3形态学168

5.9.2晶体结构168

5.10物理特性170

5.10.1热力学特性171

5.10.2机械性能173

5.10.3电性能175

5.10.4光学性能175

5.10.5表面特性175

5.10.6渗透性176

5.10.7溶胀性和溶解性176

5.10.8黏度177

5.11水解177

5.11.1水解机制178

5.11.2周围介质的影响182

5.11.3材料因素的影响183

5.12生物降解188

5.13应用188

5.14前景与展望189

5.15专利190

5.16致谢192

5.17缩略语193

5.18参考文献197

6.1引言209

MichelVert博士、教授王亚武译209

6聚乙交酯及其与丙交酯的共聚物209

6.2历史概况210

6.3化学结构211

6.3.1羟基乙酸的逐步聚合212

6.3.2羟基乙酸和羟基乙酸环状二聚体的连锁聚合213

6.3.3羟基乙酸和D/L-乳酸的逐步共聚合214

6.3.4乙交酯和D/L-丙交酯的链增长共聚合214

6.3.5酯交换重排216

6.4分布217

6.4.1单体217

6.4.2聚合物218

6.5生物化学219

6.6非生物介质和生物介质中的降解220

6.6.1非生物介质中的降解220

6.6.2生物介质中的降解224

6.7生产228

6.7.1生产商228

6.7.2市场229

6.7.3应用229

6.7.4专利230

6.9缩略语231

6.8前景与展望231

6.10参考文献232

7聚酐237

NeerajKumar博士，Ann-ChristineAlbertsson教授，UlricaEdlund博士，DoronTeomim博士，AlizaRasiel,AbrahamJ．Domb教授王亚武译237

7.1引言237

7.2历史概况238

7.3合成239

7.4聚酐结构242

7.4.1不饱和聚合物247

7.4.2脂肪族-芳香族共聚物247

7.4.3可溶性的芳香族共聚物247

7.4.5脂肪酸为基底的聚酐248

7.4.4聚酯酐248

7.4.6氨基酸为基底的聚合物249

7.4.7改性聚酐及其共混物250

7.5性质251

7.5.1通过1H-NMR确定的组成251

7.5.2分子量252

7.5.3结晶度252

7.5.4红外线分析和拉曼分析253

7.5.5表面和体积分析254

7.5.6稳定性254

7.6递送系统的制备256

7.7体外降解和药物释放257

7.8生物相容性和消除262

7.9应用265

7.10前景与展望266

7.11专利267

7.12缩略语269

7.13参考文献271

8聚丙交酯“NatureWorksTMPLA”277

PatrickGruber博士，MichealO Brien王亚武译277

8.1引言277

8.2历史概况278

8.3PLA的生产279

8.4.1完全折叠性和缠结保持力282

8.4PLA包装应用及其表现282

8.4.2高的光泽度和透明度283

8.4.3阻隔性能283

8.4.4低温热封284

8.4.5高拉伸模量和强度284

8.4.6膜的特性284

8.4.7总结285

8.5.1应用和特性286

8.5.2衣物286

8.5用于制作纤维和无纺布的PLA286

8.5.3毛毯和服饰品288

8.5.4其他纤维应用领域289

8.5.5总结289

8.6环境的可持续性290

8.6.1CO2的放出290

8.6.2降解和水解291

8.6.3处理292

8.7前景与展望293

8.8致谢293

8.9缩略语294

8.10参考文献295

NobuyukiKawashima,ShinjiOgawa博士，ShojiQbuchi,MitsunoriMatsuo,TadashiYagi王亚武译297

9.1引言297

9聚乳酸：“LACEA”297

9.2历史概况298

9.3原材料298

9.4生物降解性300

9.5生产工艺303

9.5.1开环聚合304

9.5.2直接缩聚305

9.6加工工艺307

9.5.3其他聚合过程307

9.6.1一般物理性能308

9.6.2注射模塑309

9.6.3成膜310

9.6.4纺纱311

9.6.5吹塑、挤出发泡和发泡模塑312

9.6.6吹制膜313

9.7LACEA的市场行为314

9.7.1包装和容器315

9.7.3堆肥材料316

9.7.4其他应用316

9.7.2农业和市政工程材料316

9.7.5标记系统和法规317

9.8用于绿色塑料和LACEA市场发展的挑战319

9.9结论320

9.10专利321

9.11缩略语323

9.12参考文献324

10脂肪族聚酯：“Bionolle”325

RyojiIshioka博士，E．Kitakuni,Y．Ichikawa刘倩译325

10.1引言325

10.3“Bionolle”的组成326

10.2历史概况326

10.4“Bionolle”的等级329

10.5“Bionolle”的结构和特性331

10.5.1化学结构331

10.5.2分子量和分子量分布331

10.5.3分支结构331

10.5.4晶体结构332

10.5.5熔融和结晶333

10.6可加工性336

10.7吹塑薄膜336

10.8“Bionolle”的稳定性338

10.8.1水解338

10.8.2高温分解340

10.9生物可降解能力341

10.9.1需氧生物降解341

10.9.2堆肥性342

10.9.3环境中的降解342

10.9.4微生物降解343

10.10环境友好344

10.11适合可持续发展345

10.12前景与展望347

10.13专利347

10.14缩略语348

10.15参考文献349

11生物可降解的脂肪族-芳香族聚酯：“Ecoflex？”351

MotonoriYamamoto硕士，UweWitt博士，DI．GabrielSkupin,DieterBeimborn博士，Rolf-JoachimMüller博士刘倩译351

11.1引言351

11.1.1生物可降解塑料的前景351

11.1.2BASF的集成制造系统提供的有利条件352

11.2历史概况352

11.3Ecoflex？的结构：模式单元的BASF概念353

11.4Ecoflex？的性能、加工和应用353

11.4.1Ecoflex？的性能概括353

11.4.2Ecoflex？的加工355

11.4.3应用356

11.4.4淀粉Ecoflex？共混物357

11.5Ecoflex？的生物降解和环境毒性358

11.5.1芳香族聚酯和脂肪族-芳香族共聚酯的一般生物可降解能力358

11.5.2用标准试验评估Ecoflex？的生物降解359

11.5.3在特定的实验室试验中Ecoflex？的详细生物降解研究362

11.5.4Ecoflex？降解产物的环境毒性及风险估计364

11.6前景与展望365

11.7专利365

11.8缩略语365

11.9参考文献366

12.1引言369

12聚酰胺酯369

RalfTimmermann博士刘倩译369

12.2历史概况370

12.3化学371

12.3.1化学结构371

12.3.2合成372

12.3.3性能373

12.4应用376

12.5生物降解376

12.6生产379

12.8专利380

12.7前景与展望380

12.9缩略语381

12.10参考文献381

13天然聚酯及合成聚酯的化学改性383

EmoChiellini博士、教授，RanieriBizzarri博士，FedericaChiellini博士梁楠译383

13.1引言383

13.2以苹果酸为基础的聚酯387

13.2.1聚α-苹果酸及其共聚物388

13.2.2聚β-苹果酸和聚烷基-苹果酸内酯392

13.3.1聚L-丝氨酸酯397

13.3带有侧链氨基的聚酯397

13.3.2乳酸-赖氨酸共聚物401

13.4聚ε-己内酯的官能化403

13.4.1通过环己酮的Bayer-Villiger氧化合成功能性单体403

13.4.2功能性PCL的后改性405

13.5功能性聚氨酯411

13.6通过其他聚合方法得到的功能性聚酯414

13.6.1通过Michael类型的反应合成功能性聚酯414

13.6.2由被保护的多羟基单体前体合成功能性聚酯415

13.7遥爪聚酯419

13.7.1聚合机理的作用419

13.7.2阴离子开环聚合420

13.7.3配位开环聚合421

13.8功能性微生物聚酯427

13.9结束语429

13.10缩略语430

13.11参考文献432

14由微生物聚酯生产手性化合物及其他昂贵化合物439

SangYupLee博士、教授，SangHyunPark博士，YoungLee工学硕士，SeungHwanLee工学硕士郑重译439

14.1引言439

14.2历史概况440

14.3（R）-羟基脂肪酸441

14.4.1化学解聚442

14.4（R）-3-羟基脂肪酸的生产442

14.4.2生物降解443

14.5（R）-羟基脂肪酸的应用446

14.5.1昂贵化合物合成的手性起始原料446

14.5.2二噁烷447

14.5.3内酯、环状低聚物和接枝聚合物448

14.6前景与展望448

14.7专利449

14.8致谢450

14.9缩略语450

14.10参考文献450

索引453