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聚乙二醇-聚ε-己内酯两嵌段共聚物(PEG-PCL)由于其在生物医用材料中的潜在应用而受到广泛的关注。然而，研究表明这类嵌段共聚物的许多性质，如药物渗透性，降解性能和机械性质等，都要受到它们的结晶行为与聚集态结构的显著影响。而在本课题开始之前，还没有关于PEG—PCL的结晶行为与形态的系统研究报道。因此，本文希望通过对PEG—PCL两嵌段共聚物结晶行为与形态的研究，能为这类生物降解高分子材料的工业应用提供一定的科学依据。
本文使用辛酸亚锡为催化剂，甲氧基聚乙二醇(mPEG)为大分子引发剂，合成了一系列分子量分布比较窄，PCL质量百分含量为0.16—0.93的PEG—PCL两嵌段共聚物。两嵌段共聚物中的PEG段分子量固定为5000，共聚物的组成通过改变PCL链段的长度来调节。本文使用DSC，WAXD，常温或变温FTIR详细研究了PEG—PCL的结晶和熔融行为，使用偏光显微镜(POM)观察了PEG—PCL的结晶形态及结晶生长行为，利用SAXS研究了PEG—PCL的微观形态，得出了如下结果：
(1)WAXD与FTIR的结果表明，两嵌段共聚物中的PEG与PCL形成微相分离的结晶微区，不存在两者的共晶或混晶。PCL含量为0.23—0.87的两嵌段共聚物中都能观察到的PEG与PCL的结晶。变温FTIR结果显示，当PCL含量低于或等于0.36，两嵌段共聚物中的PEG先从熔体中结晶；反之，当PCL含量等于或大于0.43，则熔体中PCL结晶先出现。
(2)DSC结果表明，随着PEG—PCL中PCL段长度的增加，PCL段的结晶和熔融温度显著增加；相反，PEG段的结晶和熔融温度则显著降低。当PCL的质量分数由0增加至0.93，PEG的结晶度从79％降低至0，然而PCL的结晶度却不是单调变化，而是出现一个最大值。
(3)在POM下观察PEG—PCL的36℃等温熔体结晶过程，当PCL质量分数不超过0.36时，在偏光显微镜下只能观察到PEG球晶；而当PCL质量分数大于或等于0.56时，只能观察到PCL球晶；PCL含量为0.43和0.50的两种两嵌段共聚物中观察到了一种独特的同心球晶，同心球晶的中心部分形态类似于PCL球晶，而外部则类似于PEG球晶。PEG球晶与PCL球晶生长速率受PCL含量的影响显著：当PCL质量分数从0增加至0.50，PEG球晶的生长速率大大降低；然而，PCL球晶的生长速率却不是单调变化，而是在PCL质量分数为0.62时达到最大值。
(4)SAXS结果表明，结晶后的PEG—PCL的微区结构是由交替的PEG与PCL的层状微区组成。共聚物的长周期在PCL质量分数为0.50时达到最大值。当PCL质量分数由0增加至0.50时，由于PCL层厚度的显著增加，共聚物的长周期显著增加；而当PCL含量由0.50继续增加至0.87，由于PEG层厚度的急剧降低，又使得共聚物的长周期迅速降低。
(5)首次利用POM和微区红外光谱详细研究了PEG—PCL50/50(w/w)同心球晶的形成过程，发现同心球晶的形成是由于一种独特的结晶动力学造成的。另外，即使同心球晶的中心和外部的形态差别巨大，但是红外显微镜结果显示，两部分的组成却是相同的。