生物聚酯 P4HB 的化学合成与应用探索

报告简介:

发展具有闭环循环特性的高分子材料,并能够实现从单体 - 聚合物 - 单体多次循环,从而降低材料全生命周期的碳排放和更高级的可持续发展。在众多的生物高分子中,聚(4- 羟基丁酸酯)(P4HB)是新一代医疗用聚羟基脂肪酸酯(PHA)材料,P4HB 在体内具有合适的降解速率,降解产物在体内代谢速率快,不会造成酸性物质的积累,从而避免了非细菌性炎症的发生。由于单体结构热稳定性好,P4HB在加热或催化剂存在的情况下,可以定量解聚得到 γ- 丁内酯(γ-ByL)单体,从而成功构建 “ 单体 - 聚合物 - 单体 ” 的闭合循环,是一种理想的可循环高分子材料。我们利用有机磷腈碱和脲构筑的二元催化体系催化 vBL 的开环聚合,成功制备得到高分子量的 P4HB(Mn = 80.4 kDa)。得到的 P4HB 表现出很好的力学性质(断裂强度 40.4 ± 1.6 MPa,断裂伸长率 858 ± 79%),与微生物发酵法得到的 P4HB 力学性质相近,为化学合成法制备的P4HB在可吸收手术缝合线、组织工程支架等方面的实际应用奠定了基础。我们得到分子量和末端官能团可调控的 P4HB 生物塑料,并基于 P4HB 预聚物开发具有可控解聚性质的聚氨酯。此外,我们还建立一套 300L 聚合反应装置,实现了 P4HB 的稳定、批量化生产,为其工业应用建立成熟工艺路线。

报告人简介:

李志波
浙江大学化学工程与生物工程学院教授、博导。1998 年、2001 年中国科学技术大学获学士和硕士学位,2006 年明尼苏达大学获博士学位,在 UCLA 完成博士后研究,2008 年 8 月到中国科学院化学所工作,2014 年 12 月到青岛科技大学工作,2025 年 1 月到浙江大学化学工程与生物工程学院工作。2012 年获国家杰出青年基金支持,发表 SCI 论文 300 余篇,授权中国专利30余件。目前担任Chinese Journal of Polymer Science和Polymer Chemistry副主编,《高分子学报》、《功能高分子学报》和《中国科学 • 化学》编委;现任第 31 届中国化学会高分子学科委员会委员,第 31 届中国化学会副秘书长、理事。主要从事可降解高分子的可控合成、结构与性质表征以及相关应用研究。