聚己內(nèi)酯（簡稱PCL）是一種半結(jié)晶型聚合物，是化學合成的生物降解性高分子材料，其結(jié)構(gòu)重復單元上有5個非極性亞甲基—CH2淀粉等物質(zhì)共混，可制得完全生物降解材料。

特性

生物相容性

在體內(nèi)與生物細胞相容性很好，細胞可在其基架上正常生長，并可降解成CO2和H2O。

生物降解性

在土壤和水環(huán)境中，6-12月可完全分解成CO2和H2O。

良好相容性

可和PE、PP、ABS、AS、PC、PVAC、PVB、PVE、PA、天然橡膠等很好地互容。

良好溶劑溶解性

在芳香化合物、酮類和極性溶劑中很好地溶解。不溶于正己烷。

高結(jié)晶性和低熔點性

Tg為-60°C，非常柔軟，具有極大的伸展性；其熔點為60-63°C，可在低溫成型。

合成

PCL可通過6-羥己酸（6-hydroxyhexanoate）縮聚反應或者由己內(nèi)酯單體、起始劑（二醇、二胺和醇胺類）、催化劑（鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙脂、辛酸亞錫等）經(jīng)開環(huán)聚合（ring-opening polymerization，ROP）制備，其中ROP可控性好，可細分為陽離子（cationic）、陰離子（anionic）、配位-插入（coordinationinsertion）以及活化單體（activated monomer）開環(huán)聚合。

陽離子 ROP 中，引發(fā)劑分子使單體帶正電荷，SN2取代另一個單體羰基氧而開環(huán)，開環(huán)后末端單體再次帶正電，促進反應進行。陽離子開環(huán)聚合在PCL外其他材料中產(chǎn)生了不少重要工業(yè)產(chǎn)品，如聚甲醛、聚四氫呋喃等，但陽離子ROP可控性差，產(chǎn)物聚合度低。陰離子ROP通過陰離子催化劑攻擊己內(nèi)酯羰基酰氧鍵，使帶負電荷末端進一步引發(fā)單體開環(huán)形成鏈增長，但陰離子聚合過程中末端容易回咬，造成較多酯交換以及環(huán)化，增大產(chǎn)物分散性。配位-插入ROP本質(zhì)上亦是陰離子ROP，催化劑金屬通過配位單體形成醇鹽而開環(huán)，此種方法引發(fā)以及催化己內(nèi)酯ROP過程中，分子間以及分子內(nèi)酯交換為基本副反應，主要發(fā)生于聚合后期，拓寬分散性、降低可控性?；罨瘑误wROP通過質(zhì)子化單體羧基氧，使其相鄰碳更易受親核攻擊而開環(huán)。ROP方法各不相同，實際應用過程中需綜合考慮引發(fā)劑化學性質(zhì)、聚合度及應用范疇等，根據(jù)不同要求適當選擇。

降解

PCL作為可生物降解聚合物，廣泛應用于生物醫(yī)學領(lǐng)域，其降解主要由主鏈酯鍵水解所引起，可被溫度、pH、酶、自由基等因素催化，在環(huán)境中主要通過真 菌、細菌和藻類等微生物作用緩慢降解，而水解、氧化、酶促、pH催化等也會促進其降解。由于酯基結(jié)構(gòu)易被微生物或酶分解最終產(chǎn)物為CO2和H2O，所以聚己內(nèi)酯容易進行回收，對環(huán)境污染問題得到合適的控制。降解初期PCL分子量下降，宏觀結(jié)構(gòu)分解形成較小聚合物片段，可被細胞或微生物完全代謝，其端基羥基促進末端降解，使聚合度線性下降。炎癥所產(chǎn)生自由基亦可奪取PCL的氫，導致其鏈斷裂而加速降解。熱致PCL降解則通過端基分解、隨機斷鏈以及自由基介導斷裂等作用協(xié)同促進分解。此外，酯酶以及脂肪酶也可能通過酶促水解參與PCL降解過程。