聚-ε-己内酯（英文名poly-ε-caprolactone），简称聚己内酯（PCL），是一种半结晶型化学合成的生物可降解线型高分子聚酯。其化学分子式为(C6H10O2)n，分子量在7000-40000不等，结构式为[CH2-(CH2)4-COO]n，结构重复单元上有5个非极性亚甲基（-CH2）和一个极性酯基（-COO-）。PCL为无色蜡质固体，熔点在59~64℃左右，玻璃化温度为-60℃，可溶于多种溶剂，如氯仿、甲苯、环己酮等有机溶剂。因其分子结构中含有酯基，因此可以被微生物或酶降解，具有一定的生物可降解性。

聚己内酯（PCL）最早于1930年代由Carothers团队通过ε-己内酯开环聚合合成，但因降解缓慢初期未受重视。1970年代，美国FDA批准其作为可吸收手术缝合线材料（如Monocryl®），标志着PCL正式进入生物医学领域。21世纪初，随着组织工程学的兴起，PCL因优异的降解可控性和加工性能重新成为研究热点，被广泛应用于骨支架、药物载体等长期植入物。2019年，中国发布《GB/T 37642-2019 聚己内酯》国家标准，规范其生产技术与检测方法[4]。

聚己内酯为白色半结晶性固体粉末，密度1.146 g/mL（25℃），熔点59-64℃，玻璃化转变温度（Tg）为-60℃。聚己内酯不溶于水，易溶于氯仿、丙酮、甲苯等有机溶剂，特性黏数随分子量增大而升高（分子量范围通常为10-100 kDa）。

聚己内酯的化学性质主要由酯键（-COO-）主导。其在酸性或碱性条件下易发生水解反应：

降解速率受结晶度影响，完全水解需2-4年。PCL可与聚乳酸（PLA）、聚乙二醇（PEG）等共聚改善性能，例如PCL-PEG共聚物临界胶束浓度（CMC）可达0.41×10-3 mg/mL[9]。

主要采用ε-己内酯开环聚合工艺：

以辛酸亚锡为催化剂，通过调控单体/催化剂比例控制聚己内酯分子量。固相聚合后需热捏合处理，使熔体粘度保留率≥40%，黄变指数≤40。

酶催化法可在无溶剂条件下合成分子量达12,000 g/mol的聚己内酯。星型聚己内酯可通过季戊四醇引发合成四臂结构，用于靶向载药系统。

• 药物载体：PLA/PCL纳米微球负载抗癌药物（如紫杉醇），实现持续释放＞30天；

• 植入器械：PCL/羟基磷灰石复合骨支架孔隙率达83-89%，抗压强度3.6-5.1 MPa；

• 手术材料：可吸收缝合线及骨折固定板（体内完全降解）。

• 3D打印：低温打印耗材（80-100℃加工温度）；

• 环保材料：可降解地膜（降解周期1-2季）；

• 工业改性剂：提升聚烯烃韧性（如PLA/PCL/TBC共混材料断裂伸长率提升125%）。

• 将肉桂酸香叶酯封装入PCL纳米颗粒中，这些 PCL 纳米颗粒对金黄色葡萄球菌展现出抗菌活性；

• 基于百里酚的PCL抗菌纳米复合材料，该复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有显著抗菌效果；

虽然聚己内酯在活性食品包装中具有独特的吸引力，但根据国外相关报道来看，其在食品包装中的应用还处于初级阶段。瑞典Perstorp公司生产的 Capa™牌PCL具有良好的柔韧性，分子量范围为10000Da~80000Da，可应用于包装袋、涂料和薄膜等领域。日本Daicel Chemical Industries 利用分子量10000Da的高度结晶 PCL作为塑料改性剂来开发牛皮纸袋，而较低分子量的PCL（500Da~1000Da）被用于生产涂料。荷兰的BioPlastics公司开发了PCL/淀粉树脂可生物降解袋，这些袋子具有良好的防水性和强度。美国联合碳化物公司利用不同分子量PCL生产可生物降解薄膜以满足特定需求。

作为食品包装膜或儿童玩具材料，聚己内酯需符合GB 9685-2016《食品接触材料及制品用添加剂使用标准》，其迁移量（如总迁移量≤10mg/dm2）和特定迁移限量（如重金属≤1mg/kg）均受严格监管。

聚己内酯在体内通过水解和酶解降解为6-羟基己酸，进入三羧酸循环最终代谢为CO2和H2O，无生物蓄积性。其降解产物对细胞无毒性，支持成骨细胞粘附与增殖，炎症响应低。

固态聚己内酯无毒且无皮肤刺激性，但熔融态（＞60℃）可能造成热灼伤。加工过程中需防护吸入粉尘（建议浓度＜10 mg/m3）。

聚己内酯虽可生物降解，但大分子碎片（＞10 kDa）在水体中可能长期存留，需防止大规模释放。

• 火灾：采用干粉或CO2灭火器（避免用水激溅熔融物）；

• 皮肤接触：熔融物立即冷水冲洗，固态物用肥皂水清洗。

聚己内酯需密闭储存于阴凉干燥处（＜30℃），避免接触强酸强碱。运输按非危险品处理，但需防潮防高温。

依据GB/T 37642-2019：

• 分子量分布：凝胶渗透色谱（GPC）；

• 熔点测定：差示扫描量热法（DSC）；

• 降解分析：pH 7.4缓冲液37℃孵育，监测质量损失率。

傅里叶变换红外光谱（FT-IR）酯键特征峰1720 cm-1，核磁共振（1H-NMR）端基分析。

中国：GB/T 37642-2019《聚己内酯》；

美国：FDA 21 CFR 177.2600（医疗器械用聚合物）；

欧盟：REACH法规（EC）No 1907/2006。