水相體系中脂肪酶對PBS基共聚物的降解性能研究.pdf

1、本論文在 PBS合成過程中向其分子主鏈中引入不同摩爾比(5％，10%，15%，20%)的第三組分單體，包括含立體剛性結(jié)構(gòu)的1,4-環(huán)己烷二甲醇(1,4-CHDM)和1,4-環(huán)己烷二甲酸(1,4-CHDA)，含六個碳且兩端都為羥基的己二醇(DH)和含六個碳且兩端都為羧基的己二酸(AA)，以及含八個碳且兩端都為羧基的辛二酸(SuA)和含十個碳且兩端都為羧基的癸二酸(SeA)，合成出分子主鏈中化學結(jié)構(gòu)不同的 PBS基共聚物：聚丁二酸丁二醇/1

2、,4-環(huán)己烷二甲醇酯(PBS-co-CHDM)、聚丁二酸/1,4-環(huán)己烷二甲酸丁二醇酯(PBS-co-CHDA)、聚丁二酸丁二醇/己二醇酯(PBSH)、聚丁二酸/己二酸丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸/辛二酸丁二醇酯(PBS-co-SuA)和聚丁二酸/癸二酸丁二醇酯(PBS-co-SeA)，并通過1H-NMR和 FT-IR對其化學結(jié)構(gòu)進行了表征。以洋蔥假單胞菌脂肪酶(PS脂肪酶)為催化劑，在水相體系中對引入不同化學結(jié)構(gòu)單體共聚改性的聚丁二

3、酸丁二醇酯(PBS)基共聚物進行了酶催化降解。通過研究共聚物薄膜結(jié)晶度、親水性、熱穩(wěn)定性、表面形貌以及相對分子質(zhì)量等在降解前后的變化，采用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜儀對共聚物的降解行為、降解產(chǎn)物成分進行了分析，對比了 PBS分子主鏈中二元醇與二元酸部分分別引入不同比例、不同化學結(jié)構(gòu)對共聚物降解性能的影響，以及不同碳鏈長度二元酸的引入對共聚物降解性能的影響，以期得到降解速率可控的環(huán)境友好型高分子材料，為實現(xiàn)生物降解材料的廣泛應(yīng)用奠定

4、了理論基礎(chǔ)。
　　本研究的主要結(jié)果如下：
　?。?） PBS基共聚物在水相體系中 PS脂肪酶作用下能夠發(fā)生降解，緩沖溶液對共聚物降解性能的影響很小。立體剛性結(jié)構(gòu)的引入不影響脂肪酶對共聚物分子主鏈中酯鍵的識別， PBS-co-CHDM與PBS-co-CHDA都可被 PS脂肪酶識別而發(fā)生降解，隨著共聚單體比例的增加，酶催化作用增強；降解過程中 PBS-co-CHDM的降解率始終高于 PBS-co-CHDA。
　　（2）己二

5、醇及己二酸的引入有利于共聚物的降解，隨著共聚單體比例的增加，酶催化作用增強，且 PBSA比 PBSH的降解效果明顯。PS脂肪酶對共聚物的降解發(fā)生在表面，降解后共聚物表面親水性增加，降解過程中共聚物相對分子質(zhì)量均呈逐漸下降趨勢，分子量分布系數(shù)變寬。
　　（3）本研究中，隨著二元酸碳鏈長度的改變，脂肪族共聚物的酶催化降解性能有所不同， PBSA的降解性能優(yōu)于 PBS-co-SeA，優(yōu)于 PBS-co-SuA，且降解優(yōu)先發(fā)生在共聚物的非