脂肪酶催化脂肪族聚酯PBS及其共聚物的降解研究.pdf

1、PBS作為脂肪族聚酯中最有使用前景的生物降解高分子材料，對其降解性能與降解理論的研究不可或缺，本實驗采用固定化脂肪酶對PBS及其共聚改性物進行降解研究，深入理論分析。
　　 酶促PBS降解研究結(jié)果有以下幾個方面：
　　 (1)采用四氫呋喃(THF)、甲苯、THF與甲苯的混合溶劑作為PBS的溶劑，在脂肪酶的作用下，對Mn10萬的PBS進行降解研究。各體系對PBS的降解效果：THF與甲苯混合體系＞THF體系＞甲苯體系；PBS

2、在THF中分子量從10萬降解到1.4萬；在甲苯中降解到4萬；但在THF與甲苯混合溶劑中，可降解到Mn0.1萬以下；PBS降解的低分子產(chǎn)物多為線型低聚物，主要是2～4聚體；環(huán)狀產(chǎn)物較少。
　　 (2)使用不同比例的1，4-環(huán)己二甲醇(1，4-CHDM)和PBS進行共聚改性，以改變PBS分子鏈結(jié)構(gòu)，進行酶促降解研究。常壓60℃下，聚酯在THF與甲苯的混合體系中酶促降解反應(yīng)24h后，得到了淡黃色油狀產(chǎn)物；分析顯示：PBS降解后得到的低

3、聚物分子量略高于PBS/CHDM共聚物的降解產(chǎn)物；PBS/CHDM共聚物的降解產(chǎn)物中都含有BDO單體；當(dāng)共聚物的質(zhì)量比為80:20時，其降解產(chǎn)物中檢測出CHDM單體；CHDM改性的PBS酶促降解效果優(yōu)于PBS，并隨著CHDM含量的增加降解效果隨之提升。
　　 (3)用含有醚鍵的二甘酸(DGA)和含有六元環(huán)的1，4-CHDM和PBS熔融共聚，探討不同分子鏈的PBS改性物的酶促降解研究。PBS、PBS/CHDM（m:m=95:5）、

4、PBS/DGA(m:m=95:5)都有好的降解效果，不過，降解效果有所不同：PBS/CHDM＞PBS/DGA＞PBS。PBS/CHDM分子鏈中含大六元環(huán)，使分子間間隙更大，PBS雙螺旋結(jié)構(gòu)破壞，致使分子鏈更易舒展，酯鍵暴露出來，利于酶活性點的進攻；PBS/DGA分子鏈中的二甘酸含有醚鍵，親水性更好，有利于水解反應(yīng)的進行，但六元環(huán)的作用效果比醚鍵的作用效果更明顯。CHDM改性的PBS降解產(chǎn)物分子量最低，更突出的是其降解產(chǎn)物中出現(xiàn)多種分子量

5、的低聚物，在三者中降解效果最佳。
　　 (4)合成一系列由己內(nèi)酯(CL)、CHDM對PBS與PES多元共聚的改性物，研究脂肪酶對其識別性的好壞、產(chǎn)物結(jié)構(gòu)的差異和各種聚酯降解產(chǎn)物產(chǎn)率的情況。結(jié)果表明：脂肪酶對各種聚酯得降解均有催化活性，PBS、PES及其改性共聚物都是脂肪族聚酯，性能極其相似，降解產(chǎn)物也沒有大的區(qū)別，都有環(huán)狀低聚酯和線性低聚酯；PES系列降解產(chǎn)物中有環(huán)狀二聚體，PBS系列降解產(chǎn)物中含有少量單體；各種聚酯降解率稍有差

6、別，其中PBS降解產(chǎn)率較低，為40％;P(ES-co-CL-co-CHDM)降解產(chǎn)率較高，為62％。
　　 (5)在四氫呋喃(THF)、甲苯、THF與甲苯的混合溶劑中，使用脂肪酶對Mn10萬的PBS進行降解實驗，探討降解產(chǎn)物中線型產(chǎn)物的含量，分析PBS降解的方式。PBS的降解產(chǎn)物為混合物，高分子量的產(chǎn)物熔點為113℃，分子量低的產(chǎn)物熔點為85℃，齊聚物和低聚物熱性質(zhì)相似，熔點為85℃左右。降解產(chǎn)物中線型低分子產(chǎn)物跟水是否參與反應(yīng)