非水相脂肪酶催化合成淀粉基全降解接枝共聚物的研究

论文摘要

本论文以脂肪酶为催化剂,通过非水相酶催化分别合成了淀粉/ε-己内酯接枝共聚物和淀粉/L-丙交酯接枝共聚物。利用红外光谱仪（IR）、核磁共振仪（NMR）、差示扫描量热分析仪（DSC）和X射线衍射仪（XRD）等对合成的接枝共聚物进行了表征,讨论了接枝共聚反应中反应条件对接枝率及其相关性能的影响。在有机溶剂DMSO中,以猪胰脂肪酶为催化剂,合成了淀粉/ε-己内酯接枝共聚物。利用红外光谱和核磁共振谱对产物进行了表征。结果表明ε-己内酯已成功的接枝到了淀粉上,并且接枝部分ε-己内酯有97%接枝到了淀粉C2和C3位的羟基上。研究了温度、初始水活度、pH值、底物摩尔比（己内酯/淀粉重复单元）对接枝率的影响。发现温度为50℃、初始水活度为0.75、pH值为7.5、底物摩尔比大于6时接枝效果较好。通过DSC研究了其热性能,并研究了其在酸碱溶液中的降解行为以及产物在不同溶剂中的溶解性能。在有机溶剂DMSO中,以诺维信435（Novozyme435）为催化剂,合成了淀粉/L-丙交酯接枝共聚物。利用红外光谱和核磁共振谱对产物进行了表征。研究了不同底物摩尔比（St/LA）对产物性能的影响。研究了产物的热性能、溶解性能以及可降解性能。以不同来源淀粉及L-丙交酯为底物,以诺维信435（Novozyme435）为催化剂,合成了不同来源淀粉/L-丙交酯接枝共聚物。利用红外光谱、核磁共振谱等对产物进行了表征。通过对不同淀粉来源淀粉成分、内部结构等详细性能的分析,讨论了不同来源淀粉接枝产物性能上的差别。研究了产物的热性能、溶解性能以及可降解性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 淀粉接枝共聚物的研究概述
• 1.2.1 淀粉与烯烃类单体的接枝共聚
• 1.2.2 淀粉与脂肪族聚脂接枝共聚
• 1.3 非水介质中脂肪酶研究进展
• 1.3.1 非水介质酶学的一般概况
• 1.3.2 非水介质中脂肪酶的结构与酶学性质
• 1.3.3 影响酶活性的因素
• 1.4 淀粉/脂肪族聚脂接枝共聚物的应用
• 1.4.1 改善淀粉/脂肪族聚酯共混体系的相容性
• 1.4.2 应用于缓释领域
• 1.4.3 应用于表面活性剂领域
• 1.5 立题依据
• 第二章 脂肪酶催化合成淀粉/Ε-己内酯接枝共聚物的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验设备及仪器
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 聚合物的表征与测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 结构表征
• 2.3.2 影响接枝率的因素分析
• 2.3.3 聚合物性能分析
• 2.4 小结
• 第三章 脂肪酶催化合成淀粉/L-丙交酯接枝共聚物的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验设备及仪器
• 3.2.3 合成方法
• 3.2.4 聚合物的表征与测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 结构表征分析
• 3.3.2 不同反应条件对产物性能的影响
• 3.4 小结
• 第四章 不同来源淀粉制备淀粉/L-丙交酯接枝共聚物研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验试剂
• 4.2.2 实验设备及仪器
• 4.2.3 合成方法
• 4.2.4 聚合物的表征与测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 结构表征
• 4.3.2 不同来源淀粉的结构及性质
• 4.3.3 聚合物性能分析
• 4.4 小结
• 第五章 结论与工作展望
• 5.1 结论
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文