脂肪族聚酯是一类完全可生物降解的合成高分子材料,广泛应用于药物载体、组织工程以及食品包装等领域。这些具有一系列优异性能的脂肪族聚酯主要采用相应的环酯开环聚合来制备。目前常用有机金属配合物催化其开环聚合,但由于这些配合物大多具有细胞毒性,聚合物中不可避免会有金属残留,限制了其在生物医学及微电子领域的广泛应用。因此,开发出不含金属的新型催化剂成为环酯开环聚合的研究热点。我们利用几种典型的有机催化剂详细研究了其在环酯开环(共)聚合反应中的应用,具体地:1)设计合成了一种新型的侧链空间位阻较大的手性及非手性N-杂环卡宾,系统地考察了其在rac-LA开环聚合反应中的立体选择性、聚合机理以及所得聚乳酸的微观结构。聚合结果揭示反应所用的溶剂种类、聚合温度、引发剂种类能够强烈的影响聚乳酸的微观结构。通过优化催化剂体系制备出性能优良的聚乳酸立构复合物,如在-78℃下,以二氯甲烷为溶剂,苯甲醇为引发剂,30 min内单体转化率高达98%,且获得分子量达到17.8 kg/mol,分布窄(D=1.05),高立体规整度(Pi=0.81)的聚乳酸。此外,通过比较手性催化剂与非手性催化剂的聚合结果,揭示聚合反应遵循链末端控制机理。2)利用DBU为催化剂,以BDO为链转移剂,催化丙交酯本体聚合,制备出一系列低分子量和窄分布的聚乳酸二元醇。利用红外、氢谱、碳谱、MALDI-TOF MS、羟值滴定等方法对聚乳酸二元醇的结构进行了详细的表征,并考察了不同的反应条件如不同的反应温度、不同的有机催化剂、不同的链转移剂对聚合反应的影响。动力学测试结果表明,聚合反应过程呈现准一级反应级数特征。一系列聚合结果证明聚合产物聚乳酸二元醇的分子量与BDO的用量有关,我们提出了 BDO在聚合过程中充当链引发-转移剂的作用。3)利用有机超强碱(P4-t-Bu),以苄醇为引发剂,通过优化聚合反应条件,得到γ-丁内酯插入率为0.75的γ-丁内酯与δ戊内酯的共聚物,以及分子量为135 kg/mol,插入率为0.84的γ-丁内酯与ε-己内酯共聚物。聚合反应动力学、聚合产物碳谱以及共聚反应单体竞聚率实验都证实所得的共聚物为无规共聚物,并且γ-丁内酯与ε-己内酯共聚物的无规度高于;γ-丁内酯与δ-戊内酯的共聚物。此外,γ-丁内酯的插入促进ε-己内酯链段的热降解。通过优化聚合条件,合成出一系列高性能脂肪族聚酯,为开辟新的应用领域奠定了必要的理论基础。这些研究思路与结果对于未来进一步研究高性能的无细胞毒性的有机催化剂体系催化环酯开环聚合具有很好的指导作用。