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Reinforcement and Controlling the Stability of Poly(ε-caprolactone)-Based Polymeric Materials via Reversible and Movable Cross-Links Employing Cyclic Polyphenylene Sulfide
ACS Macro Letters ( IF 5.1 ) Pub Date : 2024-09-16 , DOI: 10.1021/acsmacrolett.4c00495 Yuyang Ding, Ryohei Ikura, Kenji Yamaoka, Koki Nishida, Akihide Sugawara, Hiroshi Uyama, Saori Nara, Yoshinori Takashima
ACS Macro Letters ( IF 5.1 ) Pub Date : 2024-09-16 , DOI: 10.1021/acsmacrolett.4c00495 Yuyang Ding, Ryohei Ikura, Kenji Yamaoka, Koki Nishida, Akihide Sugawara, Hiroshi Uyama, Saori Nara, Yoshinori Takashima
Due to its biodegradation ability, poly(ε-caprolactone) (PCL) is a suitable alternative for packaging materials; however, its biodegradation can also lead to instability in its usage. Cyclic polyphenylene sulfide (7U) has been shown to form rotaxane structures with PCL by simple blending to generate the π–π stacking effect and movable cross-link. A 2-fold increase in toughness and no decrease in Young’s modulus for the PCL-based polyurethane with 7U are observed. The rotaxane structures mainly exist in the amorphous regions and have no impact on the crystallinity of PCL. Under the catalysis of lipase in aqueous solution, the stability of PCL is improved due to the 7U’s suppression of the attack from the enzymes on PCL. After dissolution of the PCL films in the organic solvent, the dispersion of 7U and the breakage of the cross-links lead to little suppression on degradation during the catalysis of lipase. Thus, the controlled stability of PCL using 7U can prolong the life span of the biodegraded PCL materials.
中文翻译:
通过使用环状聚苯硫醚的可逆和可移动交联增强和控制聚(ε-己内酯)基聚合物材料的稳定性
由于其生物降解能力,聚(ε-己内酯)(PCL) 是包装材料的合适替代品;然而,它的生物降解也会导致其使用的不稳定。环状聚苯硫醚 (7U) 已被证明可以通过简单的混合与 PCL 形成轮烷结构,以产生π-π堆叠效应和可移动交联。观察到 7U 的 PCL 基聚氨酯的韧性增加了 2 倍,杨氏模量没有降低。轮烷结构主要存在于非晶区域,对 PCL 的结晶度没有影响。在脂肪酶在水溶液中的催化下,由于 7U 抑制了酶对 PCL 的攻击,PCL 的稳定性得到提高。PCL 膜溶于有机溶剂后,7U 的分散和交联的断裂导致脂肪酶催化过程中对降解的抑制很小。因此,使用 7U 的 PCL 的受控稳定性可以延长生物降解 PCL 材料的使用寿命。
更新日期:2024-09-16
中文翻译:
通过使用环状聚苯硫醚的可逆和可移动交联增强和控制聚(ε-己内酯)基聚合物材料的稳定性
由于其生物降解能力,聚(ε-己内酯)(PCL) 是包装材料的合适替代品;然而,它的生物降解也会导致其使用的不稳定。环状聚苯硫醚 (7U) 已被证明可以通过简单的混合与 PCL 形成轮烷结构,以产生π-π堆叠效应和可移动交联。观察到 7U 的 PCL 基聚氨酯的韧性增加了 2 倍,杨氏模量没有降低。轮烷结构主要存在于非晶区域,对 PCL 的结晶度没有影响。在脂肪酶在水溶液中的催化下,由于 7U 抑制了酶对 PCL 的攻击,PCL 的稳定性得到提高。PCL 膜溶于有机溶剂后,7U 的分散和交联的断裂导致脂肪酶催化过程中对降解的抑制很小。因此,使用 7U 的 PCL 的受控稳定性可以延长生物降解 PCL 材料的使用寿命。