Page 126 - 《精细化工》2022年第8期

第 39 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.39, No.8
2022 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2022

功能材料
热固化聚富马酸丙二醇酯/丙烯酸羟乙酯

材料的制备与性能

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王 亮 1,2 ，张格青 ，辛 怡 ，范李庆 ，贺辛亥 1,2* ，张 萌
（1. 西安工程大学 材料工程学院，陕西 西安 710048；2. 西安工程大学 西安市纺织复合材料重点实验
室，陕西 西安 710048）
摘要：以富马酸二乙酯和 1,2-丙二醇为原料，通过两步反应成功合成了聚富马酸丙二醇酯（PPF），以 PPF 和丙
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烯酸羟乙酯以不同质量比热固化构筑体系材料。利用 FTIR、 HNMR 对 PPF 进行了表征，通过 TG-DSC、全自
动视频接触角测试仪、拉伸试验机测试了体系材料的热稳定性、润湿性能、力学强度，评价了体系材料的体外
细胞毒性及降解性能。结果表明，体系材料具有较好的热稳定性、亲水性及力学强度，其水接触角为
(53.28°±2.36°)~(76.17°±0.81°)，拉伸剪 切 强度、拉 伸 粘接强度 、 最大抗压 强 度、三点 弯 曲强度分 别为
(1.33±0.08)~(1.63±0.54) MPa 、 (1.86±0.07)~(3.18±0.29) MPa 、 (60.47±3.47)~(88.15±7.09) MPa 、
(18.77±1.12)~(20.63±1.48) MPa。体外降解实验结果表明，随着浸泡时间的延长，体系溶液 pH 呈下降趋势，pH
变化值为 0.093~0.628。当 PPF 和丙烯酸羟乙酯质量比为 3∶1 时，试样 3 的失重率和吸水率最高，分别可达 11.20%
和 38.27%，降解速率较为缓慢。此外，体系材料对 MC3T3-E1 小鼠颅顶前骨细胞的毒性轻微。
关键词：聚富马酸丙二醇酯；热固化；表征；力学强度；降解性能；功能材料
中图分类号：R318.08；TB332 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 08-1626-07

Preparation and properties of thermally-cured poly(propylene

fumarate)/hydroxyethyl acrylate system materials

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WANG Liang , ZHANG Geqing , XIN Yi , FAN Liqing , HE Xinhai 1,2* , ZHANG Meng
（1. School of Materials Science and Engineering, Xi'an Polytechnic University, Xi'an 710048, Shaanxi, China; 2. Xi'an
Key Laboratory of Textile Composites, Xi'an Polytechnic University, Xi'an 710048, Shaanxi, China）
Abstract: Poly(propylene fumarate) (PPF) was successfully synthesized from diethyl fumarate and
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1,2-propanediol via two-step reaction and characterized by FTIR and HNMR. And then a series of
thermally cured system materials were obtained by mixing PPF and hydroxyethyl acrylate in different mass
ratios. The thermal stability, wetting properties and mechanical strength of system materials were measured
by TG-DSC, automatic video contact angle and tensile machine, followed by in vitro cytotoxicity and
degradation evaluation. The results showed that the system materials exhibited good thermal stability,
hydrophilicity with water contact angles ranging from (53.28°±2.36°) to (76.17°±0.81°), and mechanical
strength, with tensile shear strength, tensile bonding strength, maximum compressive strength and
three-point bending strength of (1.33±0.08)~(1.63±0.54) MPa, (1.86±0.07)~(3.18±0.29) MPa,
(60.47±3.47)~(88.15±7.09) MPa and (18.77±1.12)~(20.63±1.48) MPa, respectively. In vitro degradation
analysis indicated the system pH displayed a decrease trend with soaking time. The pH variation value was
0.093~0.628. Meanwhile, system material with a mass ratio of PPF to hydroxyethyl acrylate of 3∶1
showed maximum mass loss rate and water absorption rate, which were 11.20% and 38.27%, respectively,
indicating a relatively slow degradation rate. Moreover, in vitro cytotoxicity analysis on murine cell line

收稿日期：2022-01-07; 定用日期：2022-04-06; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220020
基金项目：国家自然科学基金（51273159）；西安市碑林区科技计划项目（GX2141）；陕西省医用金属材料重点实验室开放课题基金
（SXBMM-201903）；西安工程大学博士科研启动基金（BS201861）
作者简介：王 亮（1985—），男，博士，E-mail：wanglcody@163.com。联系人：贺辛亥（1971—），男，教授，E-mail：hexinhai@xpu.edu.cn。