谢京燕

    (中国石油化工股份有限公司茂名分公司，广东 茂名 525000)

    目前，聚合物材料主要是从化石燃料中制得的，这些化石燃料储量有限，相对成本较高，同时缺乏生物降解性，不利于环境保护[1]。为此，使用可再生和可生物降解聚合物替代常规聚合材料备受关注。其中，脂肪族聚酯，如聚乳酸、聚丁二酸丁二酯、聚己内酯、聚乙交酯和聚碳酸酯等，已被广泛研究。而聚己内酯(poly(ε-caprolactone)，PCL)作为一种重要的生物相容性且可生物降解的聚合物材料，近年来受到了越来越多的关注，目前广泛使用于生物医药、组织工程和包装等领域[2]。

    作为一种高分子聚酯，PCL 材料刚性强度和柔韧性好，同时可耐高温和低温，其力学性能和加工性能也十分优异。例如，经过特定的物理和化学方法处理加工后，PCL 可以作为低温热塑板而用于骨科外固定、矫形器和支具的制作材料。相较于传统石膏绷带质量重、使用拆卸不方便，操作复杂、便携性差，且不可重复使用，PCL 低温热塑板质量轻、操作简单且塑性效果好，同时X-射线通透性好，不吸收辐射，废弃后的PCL 热塑板可生物降解。

    因应用范围广，市场对PCL 的需求越来越大。PCL 的工业合成研究已有半个世纪，合成方法主要有两种：6-羟基己酸的缩合和己内酯(ε-caprolactone，CL)的开环聚合(ring-opening polymerization，ROP)。与传统的缩合反应相比，开环聚合因为副反应少、具有可控的分子量和较窄的分子量分布，被认为是一种更方便有效的方法。己内酯开环聚合过程中，催化剂的选择至关重要，催化剂的种类和用量往往会直接影响单体的转化率、聚合时间、PCL的分子量和分子量分布(polymer dispersity index，PDI)[3-4]。辛酸亚锡因其良好的溶解性和高效的催化活性而被广泛应用于工业体系，但是，该催化体系酯交换等副反应较多、分子量控制困难，所得PCL分子量较宽，同时PCL 产品中锡元素的残留使得其在医药和食品包装领域的应用进一步受到限制。目前已报道的己内酯开环聚合催化体系主要分为三类：(1)金属配合物催化剂；(2)有机催化剂；(3)酶催化剂。

    1 金属配合物催化剂

    金属配合物催化剂是最早被广泛研究的催化体系[5-9]。金属配合物催化体系主要是利用金属中心作为Lewis 酸催化位点，进攻己内酯羰基氧或醚键氧使得己内酯开环并发生聚合。同时，结构中的有机配体对PCL 的分子量和PDI 具有一定的调控作用[10]。目前，基于主族金属、过渡金属和稀土金属的金属配合物催化体系都有大量的报道 ......