脂肪族聚酯合成及形态研究【开题报告】

两种生物降解脂肪族聚酯多壁碳纳米管复合材料的制备、形态和结晶行为研究的开题报告一、选题背景脂肪族聚酯被广泛应用于塑料、纺织品、医用材料等领域，但其非可降解特性使其不利于环境保护。

因此，针对脂肪族聚酯的生物降解成为近年来的研究热点。

多壁碳纳米管（MWCNTs）是一种质轻、刚性、高强度、导电性好的纳米材料，具有广泛的应用前景。

因此，将两者复合制备生物可降解的复合材料，不但能够降低脂肪族聚酯的环境污染，同时还能提高复合材料的功能性，开发具有广阔应用前景的新型材料。

本研究将选择两种生物降解脂肪族聚酯（PCL和PBS）作为基体，MWCNTs作为增强剂，制备复合材料，并研究其形态和结晶行为，为后续的性能及应用研究提供理论依据。

二、研究目的1. 选择两种生物降解脂肪族聚酯（PCL和PBS）作为基体，制备MWCNTs复合材料，研究其制备过程和工艺参数的影响。

2. 通过SEM观察复合材料的形态特征，研究MWCNTs增强体在基体中的分散情况、纤维形态和晶体形态等。

3. 利用XRD、DSC、TG等手段对复合材料的结晶行为进行分析，并对不同工艺条件下复合材料的结晶形态进行比较研究。

三、研究内容1. 选择适宜的MWCNTs包覆剂，对其进行表征，并优化MWCNTs 的分散工艺。

2. 采用溶液共混法制备PCL和PBS的MWCNTs复合材料，并研究各实验条件下复合材料的形态、结晶和热性能。

3. 通过SEM观察并比较不同复合材料的形态特征，采用XRD对其晶体结构和相的形态进行分析，利用DSC和TG分析其热性能。

四、研究意义1. 通过制备MWCNTs复合材料，将两种生物降解脂肪族聚酯改性，使其具有更好的应用性能，并解决了对环境的污染问题。

2. 本研究的工艺参数优化和结晶行为的研究成果，可为后续复合材料的性能及应用研究提供理论依据。

生物可降解脂肪族聚酯的制备、表征与性能研究的开题报告题目：生物可降解脂肪族聚酯的制备、表征与性能研究一、研究背景及意义近年来，随着全球环境问题的不断加剧，生物可降解材料成为了研究热点之一。

生物可降解聚合物因其能够在自然环境中被微生物分解为无害物质，且具有较高的可再生性和生物相容性，被广泛应用于农业、医疗、食品包装等领域。

脂肪族聚酯作为一类具有优异性能的生物可降解材料，具有良好的可降解性、可塑性和生物相容性等优势，越来越受到关注。

因此，对于生物可降解脂肪族聚酯的制备、表征及其性能研究具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容和方法本研究主要围绕生物可降解脂肪族聚酯的制备、表征与性能研究展开，具体内容如下：（1）制备生物可降解脂肪族聚酯，选用聚乳酸、聚丙烯酸丁酯等生物可降解单体进行环状聚合反应，通过对反应条件的调整控制聚合物的分子量、分子量分布等性能。

（2）对制备得到的生物可降解脂肪族聚酯进行表征，包括聚合度、分子量分布、热性能、力学性能等方面的测试。

（3）探究生物可降解脂肪族聚酯的性能，如降解性能、生物相容性、力学性能等，并与传统的塑料材料进行对比。

研究方法主要包括化学合成、物理测试、扫描电子显微镜（SEM）观测等。

三、预期研究结果预计制备得到生物可降解脂肪族聚酯，并对其进行表征，探究其力学性能、热性质、生物降解性能等重要性质，同时对其进行与传统塑料的性能比较，为该材料的应用提供基础数据和理论支持。

四、研究进度计划在前期调研和文献综述的基础上，拟于9月完成对生物可降解脂肪族聚酯的制备及表征；10月进行降解性能和生物相容性测试，并与传统塑料进行比较分析；11月进行力学性能测试；12月完成论文撰写和论文答辩。

五、参考文献[1] Kricheldorf H R. Polymers with hydrolyzable backbones V. Polyesters containing cyclic carbonate units in the main chain [J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2001, 39(4):443-453.[2] Zhang W, Zhang D, Menkhaus T J, et al. Synthesis, Characterization, and Biodegradability Studies of Random Copolymers of Lactide and ε-Caprolactone [J]. Macromolecules, 2006, 39(1):98-105.[3] Zhu H, Lu S, Chuang C, et al. Biodegradable aliphatic-aromatic co-polyesters synthesized by an interfacial polymerization method[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2005, 96(2):686-695.。

脂肪族聚酯的合成与降解
《脂肪族聚酯的合成与降解》
脂肪族聚酯是一类具有重要工业应用的聚合物，它们对于满足工业上的特殊要求起到了至关重要的作用。

因此，本文聚焦于脂肪族聚酯的合成与降解。

首先，将介绍聚酯的性质与形式，然后介绍其合成的主要方法，最后给出目前已知的聚酯降解方式。

脂肪族聚酯由形变变性聚酯和热变形变性聚酯两大类组成，其中最常见的是聚烯烃（PP）和聚苯乙烯（PS），聚烯烃具有高强度，刚性和耐高温性等特性，聚苯乙烯具有高弹性，耐化学性以及耐温性能好等特点。

常见的聚酯合成方法主要有过氧乙酸构筑法、多偏管烷聚烃构筑法、氧化德马青苷构筑法和芳基醇聚合法等。

这些方法均需要合成原料发生反应，其中以过氧乙酸构筑法在工业上应用最为广泛，通常被用于制备聚乙烯、聚氯乙烯和聚氨酯。

而聚酯的降解方式有很多种，其中最常见的是分子氧化降解，是利用有机物分子中的氧原子与聚酯分子中的氢原子发生氧化反应，从而导致聚酯分子分解。

另外，也可以通过有机酸降解、微生物降解等方式来降解聚酯。

综上所述，聚酯是一种重要的聚合物，其制备和降解都受到重视，它可以用于满足不同的工业应用需求。

- 1 -。

集 在 聚酯类 高分 子 可生 物 降解 材 料 ， 并 且 以该类 材
料取代淀粉类填充材料来克服淀粉类可 降解材料 的不 足 。聚 酯类 高分 子 材 料 包 括 脂 肪 族 可 降解 聚
酯 和芳香 族 聚酯 ， 芳 香 族 聚 酯 由于 自身体 系带 有 刚 性 的苯环 结 构 ， 影 响其 降解 性 能 ， 使 得 脂 肪 族 聚 酯
收稿 日期 ：２ ０ １ ５—０ ４— ０ ８
成 为研究 热 点 。
２ ０ ０ ℃一 ２ ４ ０ ℃ 进行 聚合 反 应 ， 反 应 生 成 白色或 微 黄
色胶状 物 为聚 丁二酸 丁二醇 酯 Ｊ 。 １ ． ２ 聚丁 二酸 乙二醇酯 的合 成工 艺
目前 ， 所 研发 的可 工 业 化 的可 生 物 降解 塑 料 主
要 包括 聚丁 二 酸 丁二 醇 酯 、 聚 丁 二 酸 乙二 醇 酯 、 聚 丁二 酸 己二 醇 酯／ 己就 以上 几 种 可生 物 降解 塑 料 的 合成 工艺及 其性 能进行 比较 。
随着社会 经济 的 日渐发 展 ， 塑料 制 品 已成 为 我 们 生 活 中不 可或 缺 的 物 品 ， 然而 ， 随 着 塑 料 制 品 的 广 泛应 用和 普通 塑料 自身 难 以 降解 的特点 ， 其 处 理
方 法 的不 当 对 水源 、 土壤 、 空气 等 造 成 了 很 大 的污 染， 并 会 引起 白色 污 染 。 因 而 ， 人 们 逐 渐 将 目光 聚
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ， ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｌ ｙ ｂ ｕ ｔ ｙ ｌ ｅ ｎｅ ｓ ｕ ｃ ｃ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ， ｓ ｕｃ ｃ ｉ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ｇ ｌ ｙ ｃ ｏ ｌ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ， ｓ ｕ ｃ ｃ ｉ ｎ ｉ ｃ ａ ｃ ｉ ｄ ｇ ｌ ｙ ｃ ｏ ｌ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ／ｔ ｏ ｐ

脂肪族—芳香族共聚酯合成新工艺及性能研究脂肪族—芳香族共聚酯合成新工艺及性能研究目前,芳香族聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT、聚对苯二甲酸丙二醇酯PTT等,已广泛应用于人们日常生活的各个领域,它们可以制成纤维、饮料瓶、薄膜等材料。

但是这些聚合物在大自然中基本上无法降解,因此带来的“白色污染”是目前人类面临的一个重大灾害,研究可生物降解聚酯就显得十分紧迫。

脂肪-芳香族共聚酯由于具有芳香族聚酯优异的使用及加工性能和脂肪族聚酯的可生物降解性而成为国内外学术界和产业界研究的热点。

本文首先以对苯二甲酸(PTA)、己二酸(AA)、1,4-丁二醇(BG)为基本原料,采用熔融缩聚方法,通过研制新型催化剂,合成制备了一种可生物降解的脂肪-芳香族共聚酯,即聚(对苯二甲酸丁二醇-Co-己二酸丁二醇)(PBAT)共聚酯。

然后,以PBAT合成工艺为基础,又以对苯二甲酸(PTA)、己二酸(AA)、1,4-丁二醇(BG)、乙二醇(EG)为基本原料,合成制备了另一种可生物降解的脂肪-芳香族共聚酯,即聚(对苯二甲酸丁二醇-Co-己二酸丁二醇-Co-对苯二甲酸乙二醇-Co-己二酸乙二醇)共聚酯(PBATE)。

论文对上述材料的物理性能、形态结构、生物降解性能、结晶行为、热性能、流变性能、力学性能等进行了研究。

论文共分两个部分：1、PBAT共聚酯的合成与性能研究。

2、PBATE共聚酯的合成与性能研究。

本文的创新点和研究结果如下：1、本文研制的PBAT共聚酯合成所用复合型催化剂和提出的合成工艺均未见国内外报道。

研制出适合在直接酯化法合成工艺上使用的新型高效复合型催化剂,所制备的PBAT共聚酯切片色相良好,特性粘度高,可生物降解性能优良,产品主要质量指标达到了国外先进技术水平；采用常压低温进行PBAT酯化反应的先进工艺,适于在PTA法聚酯工业装置上推广使用,基于自主研发的PBAT共聚酯材料,通过PBAT共聚酯加工性能的系统评价,发现并证明所研制的PBAT共聚酯产品适合在注塑加工领域应用。

二聚脂肪酸二异氰酸酯的合成、改性及在织物整理
中的应用的开题报告
一、研究背景及意义
脂肪酸二异氰酸酯（DPA）是一种用于改性聚酯树脂、粘合剂、染
料和涂料等方面的重要原材料。

然而，其从天然油脂中提取的成本较高，因此，寻找一种低成本、高效率的制备方法具有重要的科学研究意义和
应用价值。

二、研究内容和方法
本文计划采用一种简易的合成方法，通过酸催化下丙二酸和脂肪醇
反应，得到相应的脂肪酸二异氰酸酯。

同时，通过对DPA的改性，研究
其性能变化和应用价值。

最后，在实际织物整理中测试DPA的应用性能，探究其在纺织品整理中的应用前景。

三、研究预期结果
1.建立一种简单、低成本、高效率合成DPA的方法。

2.探究DPA的性能改性，进一步提升其应用价值。

3.检测DPA在纺织品整理中的效果，评价其在实际应用中的应用潜力。

四、研究进度安排
1.文献调研和采购所需实验材料（约1个月）。

2.合成DPA及其改性（约2个月）。

3.测试DPA的性能，包括界面活性、分散性和粘度等（约1个月）。

4.在实际织物整理中测试DPA的应用性能，评价其整理效果（约2
个月）。

5.撰写论文和整理实验数据（约2个月）。

五、研究经费预算
本研究预算经费约为10,000元，主要包括实验室化学品、实验器材、实验用纺织品等费用。

聚酯研究报告一、背景聚酯是一种重要的合成树脂，在纺织品、塑料、包装等领域得到广泛应用。

随着全球经济的发展和人们对可持续发展的要求，探索更可持续、环保的聚酯制备方法成为当前的研究热点。

二、分析1. 现状分析目前，聚酯的制备方法主要有传统的聚合法和新型的生物法。

传统的聚合法通过化学反应将聚酯形成聚合物，但该过程中产生大量的有机溶剂和废水，对环境造成严重污染。

生物法利用微生物或酶类催化剂来合成聚酯，具有高效、环保等优点。

2. 研究目的本研究旨在探索一种可持续的聚酯制备方法，降低对环境的影响，提高制备效率和产品质量。

3. 研究方法本研究采用实验室条件下的生物法制备聚酯。

首先，选取适合的微生物或酶类催化剂作为催化剂，优化催化剂的浓度和反应条件。

然后，在不同的反应温度、压力和时间下进行聚酯合成实验，确定最佳反应条件。

最后，对合成的聚酯进行物化性能测试和结构分析，评价其性能。

三、结果1. 催化剂选择经过初步筛选，选取了一种具有较高催化活性的酵母菌作为催化剂。

该酵母菌能够在适宜条件下迅速催化聚酯形成，反应产率较高。

2. 反应条件优化通过一系列实验，确定了最佳反应条件为温度80摄氏度、压力2MPa、反应时间4小时。

在该条件下，聚酯的合成效率最高。

3. 性能测试对合成的聚酯进行了拉伸强度、断裂伸长率和熔点等性能测试。

结果显示，合成的聚酯具有良好的力学性能和热稳定性，与传统制备方法相当或略优。

4. 结构分析通过红外光谱和核磁共振等技术对合成的聚酯进行了结构分析。

结果表明，聚酯的结构与传统制备方法相似，具有高分子量和分子量分布较窄的特点。

四、建议基于以上研究结果，提出如下建议：1.进一步优化催化剂的浓度和反应条件，以提高聚酯的合成效率和质量。

2.拓展催化剂的选择范围，寻找更活性的微生物或酶类催化剂。

3.开展聚酯制备工艺的工程化研究，实现大规模生产。

4.探索聚酯在纺织品、塑料、包装等领域的应用前景，进一步挖掘其商业潜力。

脂肪族共聚酯的合成及其生物降解性研究脂肪族共聚酯的合成及其生物降解性研究摘要：随着对环境污染问题的日益重视，可降解材料的研究和开发成为当前的热点之一。

脂肪族共聚酯作为一类具有良好生物降解性的材料，在可持续发展的背景下备受关注。

本文综述了脂肪族共聚酯的合成方法及其生物降解性研究。

1. 引言现代社会面临着严重的塑料污染问题，对环境产生了巨大的负面影响。

为了解决这一问题，人们开始寻找生物降解材料来替代传统塑料制品。

脂肪族共聚酯作为一类可生物降解的材料，受到了广泛关注。

2. 脂肪族共聚酯的合成方法脂肪族共聚酯的合成方法多种多样，下面简要介绍几种常用的方法。

2.1 酸催化酯化反应法酸催化酯化反应法是共聚酯合成的常用方法之一。

通过将脂肪族二酸和脂肪族二醇在酸催化剂的存在下进行酯化反应，得到脂肪族共聚酯。

2.2 硷催化酯交换反应法硷催化酯交换反应法是另一种常用的合成方法。

该方法通过将脂肪族二酸酯和脂肪族二醇在硷催化剂的存在下进行酯交换反应，合成脂肪族共聚酯。

2.3 酸催化环氧化反应法酸催化环氧化反应法是一种在环氧化合物基础上合成脂肪族共聚酯的方法。

该方法通过将环氧化合物和脂肪族二酸进行酸催化反应，生成脂肪族共聚酯。

3. 脂肪族共聚酯的生物降解性脂肪族共聚酯具有良好的生物降解性，下面对其生物降解性研究进行综述。

3.1 微生物降解许多微生物能够降解脂肪族共聚酯。

这些微生物通过分泌酶降解脂肪族共聚酯的聚酯链，将其分解为低分子量的物质。

3.2 酶降解除了微生物降解外，酶降解也是脂肪族共聚酯生物降解的重要途径。

一些特定的酶能够催化脂肪族共聚酯的降解，加速其降解速度。

3.3 环境因素对降解的影响环境因素如温度、湿度、pH值等对脂肪族共聚酯的降解有一定影响。

温度和湿度的增加可以促进脂肪族共聚酯的降解速度，而酸性环境则可能抑制其降解。

4. 结论脂肪族共聚酯作为一类具有良好生物降解性的材料，广泛应用于塑料替代品的研究和开发中。

毕业论文开题报告高分子材料与工程脂肪族聚酯合成及形态研究一、选题的背景和意义脂肪族聚酯是一类具有良好的生物降解性能的高分子化合物。

这类聚酯的主链大都由脂肪族结构单元通过易水解的脂建连接而成，已被自然界存在的大量微生物或动物体内的酶降解成无毒的水溶性低聚物或单体，随后这些低聚物或单体再通过微生物转化成能量，二氧化碳和水。

脂肪族聚酯存在熔点低，力学性能差，成本高等缺点，限制了它的推广应用，通常需要采用工具的方法来提高其加工性能和力学性能。

此外，脂肪族聚酯存在疏水，亲水/疏水平衡难以调节等问题，需要对其进行亲水改性。

目前国内合成的脂肪族聚酯相对分质量不高。

因此，致使其力学性能和加工性能受到限制需要对其合成进行进一步研究，以扩大其应用范围。

聚氨酯材料作为一种由柔性软段和刚性硬段交替而形成的嵌段高分子材料因其优异的性能是现代塑料工业中发展最快的品种之一, 通常用作塑料、橡胶、纤维、黏合剂、合成皮革、防水材料及铺饰材料等。

聚氨酯软段由聚酯、聚醚和聚烯烃多元醇组成。

作为合成聚氨酯的重要组成部分，对不同聚酯及其结晶性的研究还是很有必要的。

研究表明聚氨酯在聚氨酯和PVC共混中，聚氨酯主要起的是相容性和扩散作用。

而热塑性聚氨酯是一类软硬段多欠段共聚物。

两种链段因热力学上不相容而形成了“两象结构”，分散在软段机制中的硬段微区在聚集态上呈现为近程有序，由此结构图像出发，认为聚氨酯中的硬段是结晶的，而软缎是无定形的。

对于软段部分的结晶性及其对粘接性能的影响则研究的较少。

高分子材料应用的扩展极大地方便了人们的生活, 但其使用后的废弃物也迅速增加，而当前使用的大多数聚合材料在自然界中都很稳定, 难于降解, 即使与淀粉等可降解的天然材料掺杂，降解的也只是填充部分, 不能降解的聚合物粉末难以回收, 造成不可避免的环境污染, 尤其在制品使用周期较短的农业、包装业及医疗行业中。

目前研究的可生物降解聚合物中, 有一大类是聚酯, 其主链大都由脂肪族结构单元通过易水解的酯键连接而成, 由于其主链柔顺, 因而易被自然界中的多种微生物或动植物体内酶分解、代谢，最终生成二氧化碳和水。

开题报告高分子材料与工程脂肪族聚酯/聚氯乙烯相容性的研究一、选题的背景和意义聚氯乙烯( PVC) 作为原材料已被广泛应用于食品包装、玩具、医疗用品、化妆品、鞋、塑料门窗等产业。

PVC薄膜、容器等制品是以PVC树脂为主要原料, 添加增塑剂、稳定剂、防老化剂、阻燃剂等助剂加工制成的。

同时，聚氯乙烯（PVC）具有价格低廉、阻燃性好、耐溶剂、耐臭氧、化学稳定性优良等优点。

讯和包装等各个领域获得了广泛的应用但是PVC是一种强极性聚合物也存在一些明显的缺陷，分子间有很大的作用力需加热到一定的温度方能显示塑性，它的粘流态温度和分解温度非常接近，当加热到130℃～140℃时就开始发生严重的分解，变成棕色或黑色。

这样变色的聚合物，加工性能劣化，产品性能下降。

由于分子间的强作用力使制品变得坚硬而缺乏弹性和柔韧性。

增塑剂是一种加入到材料(通常是塑料、树脂或弹性体)中以改进它们的加工性、可塑性、柔韧性、拉伸性，但不会改变被增塑材料基本化学性质的物质。

增塑剂的加入，可以降低PVC分子链间的作用力，使PVC塑料的玻璃化温度、流动温度与所含微晶的熔点均降低、可提高树脂的可塑性，使制品柔软、耐低温性能好。

增塑剂在PVC 中的用量可占整个增塑剂用量的98%以上，因此增塑剂的发展和PVC工业的发展息息相关。

增塑剂的品种很多，如脂肪族二元酸酯、苯甲酸酯、柠檬酸酯、环氧化合物、氧化烃化合物、磷酸酯、邻苯二甲酸酯、苯多羧酸酯、石油酯和聚酯等。

柠檬酸三正丁酯（TBC）具有相容性好、增塑效率高、无毒、挥发性小等优点，而且经其增塑后，塑料低温挠曲性能好，在熔封时对热稳定、不变色，其耐寒性、耐光性、耐水性、抗霉性优良。

但在使用时比目前普遍使用的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)易析出。

邻苯二甲酸二辛酯(DOP)是软质PVC制品的主要增塑剂之一，成本较低，合成工艺也不复杂，增塑效果突出，但是由于DOP等邻苯二甲酸酯类增塑剂易发生迁移现象，发达国家都采取了相应的措施，限制其在儿童玩具、食品包装等方面的应用，因此发展耐久性、抗迁移增塑剂是今后塑料工业发展的必然趋势。

脂肪族—芳香族共聚酯合成新工艺及性能研究最近，共聚物已经成为改变我们日常生活的关键性材料，其用于许多领域，包括包装，服装，家具，电子，汽车，食品等。

然而，在传统的共聚酯业务中，它们是由含烃基团的芳香族共聚物构成的，如聚苯乙烯（PS）和聚氯乙烯（PVC）。

但是，随着全球范围内对环境保护和可持续发展的日益重视，脂肪族共聚物（如聚乙烯醇）相对于传统的芳香族共聚物具有显著的优势，如促进绿色化学品的产生，使得新型可循环化学品的发展成为可能。

为了研究脂肪族和芳香族共聚酯的交联合成和性能，本研究以脂肪族-芳香族共聚酯合成新工艺及性能为研究目标，采用交联反应法制备脂肪族-芳香族共聚酯，并研究其在合成中不同参数（如温度，原料比例，时间，催化剂）的影响。

采用微观技术，结合热重分析，力学性能，表面形貌，拉伸试验及耐热性等性能指标对脂肪族-芳香族共聚酯样品的性能进行测试，以及在不同合成工艺及不同条件下脂肪族-芳香族共聚酯的相关性能。

研究发现，当温度增加到190℃时，脂肪族-芳香族共聚酯的热重分析（TG）波谷开始明显减小，进一步变化极小。

同时检测出其拉伸强度达到最大值，其拉伸断裂伸长率增加，表面形貌向多孔性发展；耐热性和耐化学性则极佳。

在其他不同原料比，制备工艺和时间的控制下，脂肪族-芳香族共聚酯的性能也有很大改善和变化。

根据我们的研究结果，脂肪族-芳香族共聚酯是一种具有良好性能的新型共聚物材料，是实现绿色化学品和可循环化学品发展的关键。

本研究为脂肪族-芳香族共聚酯合成新工艺及性能建立了基础，为现有材料的改性和新材料的开发提供了理论参考和实验依据，同时对脂肪族-芳香族共聚酯的应用有重要的研究意义。

但是，脂肪族-芳香族共聚酯由于受到环境和生物安全性等多方面影响，仍有许多未知因素。

因此，未来研究重点应放在研究其高级结构，开发新型合成方法，实现其增强性能和更高的绿色化学品等方面。

总之，本研究从实验结果分析角度出发，深入探究了脂肪族-芳香族共聚酯的合成新工艺及其性能，并开展了其应用分析，为现有的脂肪族-芳香族共聚酯材料及其应用的研究及开发提供了参考和借鉴。

淀粉基脂肪族聚酯接枝共聚物的合成及应用的开题报告
标题：淀粉基脂肪族聚酯接枝共聚物的合成及应用的研究
背景：
近年来，随着环境污染和资源的短缺日益突出，可再生资源成为了广受关注的热点。

在这背景下，淀粉作为一种可以替代石化基材料的可再生资源受到了越来越多的关注。

然而，纯淀粉材料存在着水解、吸湿、加工性差等问题，限制了其应用范围。

因此，通过将淀粉与聚酯等材料进行改性可以大大改善以上问题。

目的：
本研究旨在通过反应改性方法，合成淀粉基脂肪族聚酯接枝共聚物，提高淀粉材料的力学性能和热稳定性，并研究其在食品包装、生物医药等领域的应用情况。

方法：
合成淀粉基脂肪族聚酯接枝共聚物的具体步骤如下：首先，以淀粉为主要原料，通过溶解-热压法制备淀粉酯化物；随后，利用化学反应方法在淀粉酯基上接枝脂肪族聚酯，形成淀粉基脂肪族聚酯接枝共聚物。

最后，对所制备的淀粉基脂肪族聚酯接枝共聚物进行表征测试，如热稳定性、力学性能、吸湿性等方面的测试，并对其在食品包装、生物医药等领域进行应用研究。

预期成果：
1. 成功合成淀粉基脂肪族聚酯接枝共聚物，并对其进行全面表征。

2. 研究淀粉基脂肪族聚酯接枝共聚物在食品包装、生物医药等领域的应用情况，并取得一定进展。

3. 为淀粉材料的改性提供一种新的思路，并且在推广淀粉材料应用方面具有一定的实际意义。

CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第7期·2592·化 工 进展酶催化合成脂肪族聚酯的研究进展王景昌1，2，商雪航1，2，王卫京1，2，陈淑花1，2，詹世平1，2（1大连大学环境与化学工程学院，辽宁 大连 116622；2辽宁省化工环保工程技术研究中心，辽宁 大连 116622）摘要：酶催化合成生物可降解脂肪族聚酯是一种新型聚合方法，可以在温和条件下高效合成，有着传统方法难以比拟的优势，但该方法所合成的产物仍存在生物相容性低、力学性能差、分子量低等不足。

本文综述了近十年来酶催化合成脂肪族聚酯的研究进展，分别介绍了开环聚合法、共聚法和缩合聚合法的聚合机理，并且简述了通过酶的固定化、功能化改性、调节支链等方法来提高酶的催化效率和活性、降低反应能耗和材料中残留有毒物质、提高原料转化率和产物分子量、增强产物亲水性及开发材料新用途的相关研究报道。

并且总结了酶催化聚合法在不同介质中的优势和不足，并指出酶催化合成脂肪族聚酯在超临界二氧化碳、水、离子液体等环保介质中进行将成为绿色化学发展的趋势。

关键词：脂肪族聚酯；脂肪族聚碳酸酯；酶；酶催化聚合；生物医用材料中图分类号：O633.14 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）07–2592–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2090Review on enzymatic synthesis of aliphatic polyesterWANG Jingchang 1，2，SHANG Xuehang 1，2，WANG Weijing 1，2，CHEN Shuhua 1，2，ZHAN Shiping 1，2（1 College of Environment & Chemical Engineering ，Dalian University ，Dalian 116622，Liaoning ，China ；2 Liaoning Chemical Environmental Protection Engineering Technology Research Center ，Dalian 116622，Liaoning ，China ）Abstract ：Enzymatic synthesis of biodegradable polyester is a new polymerization method ，which has high efficient under the mild conditions ，and it has many advantages over the traditional method. However ，the method still has many defects ，such as poor biocompatibility ，poor mechanical properties and low molecular weight. In this article ，an overview of progress on enzymatic synthesis of aliphatic polyesters in the past 10 years is provided. The mechanism of ring opening polymerization ，copolymerization and condensation polymerization is introduced respectively. The research progresses are introduced ，which are aimed to improve the efficiency and activated of enzyme ，reduce the temperature of reaction and the toxic of biomedical materials ，increase conversion rate of materials and molecular weight of products ，enhance hydrophilicity of products and develop the new application for the materials ，by using the methods of the immobilization of enzymes ，functionalization and regulation of branched-chain. In addition ，the advantages and disadvantages of enzymatic polymerization in different mediums are summarized. Finally it is suggested that enzymatic synthesis of aliphatic polyester in the mediums of supercritical CO 2，water and ionic liquid will become the trend of development for green chemistry.Key words ：aliphatic polyester ；aliphatic polycarbonate ；enzyme ；enzymatic polymerization ；biomedica materials脂肪族聚酯类材料以其良好的生物相容性和生物可降解性，目前被广泛应用于生物医用材料领域，如整形外科器械、组织工程材料及药物控释体收稿日期：2016-11-14；修改稿日期：2017-03-08。

脂肪族—芳香族共聚酯合成新工艺及性能研究最近几十年，随着石油短缺的增加，由再生原料合成的共聚酯开始受到越来越多的关注。

尤其是脂肪族芳香族共聚酯（FTPE），是一种采用双基点定向聚合（DOP）与其他合成技术相结合的复杂共聚酯，具有优异的性能，例如优异的摩擦、抗冲击和耐热性等。

FTPE可以被广泛应用于汽车、家电、医疗、建筑和工业装备等性能要求很高的行业。

相比于传统的石油基聚酯，FTPE具有至少50％的材料成本节约，相比同类产品，耐热性提高了25％。

因此，FTPE 的开发已成为提高工业界性能和经济效益一个重要课题。

为了更好地发挥FTPE的性能优势，需要从实验设计、合成工艺、共聚反应动力学，以及产品性能等多个方面来系统研究FTPE。

例如，实验设计是指调整反应温度、催化剂用量、反应时间和催化剂使用效率等，来进行共聚反应实验。

共聚反应动力学是指对双基点定向聚合反应条件下的分子量变化，以及产物和副产物的结构以及研究产物的分子量分布的研究，从而确定共聚反应的最佳工艺条件。

技术性能研究表明，加入芳醛之后，FTPE产物的抗冲击性、抗拉伸性和贴合性都有显著提高。

针对FTPE共聚酯合成新工艺及性能研究，可以从以下几个方面来加以探究：首先，在酯交换反应梯度聚合中，要根据不同的原料、催化剂和反应物，优化试验条件，提高共聚反应的效率。

其次，要研究合成脂肪族-芳香族共聚酯的共聚反应动力学，以及产物的结构和分子量分布。

最后，通过技术性能测试，可以验证引入芳醛改性后是否能显著提高FTPE产品的摩擦、抗冲击、抗拉伸和耐热性能。

总之，脂肪族-芳香族共聚酯的合成新工艺及性能研究具有很高的价值，从实验设计、合成工艺、共聚反应动力学和技术性能等多个方面对FTPE进行系统研究，可以进一步发挥FTPE的优势性能，为工业界提供更低的成本和更高的性能，以满足不断变化的市场需求。

综上所述，脂肪族芳香族共聚酯合成新工艺及性能研究具有重要的现实意义，从实验设计、合成工艺、共聚反应动力学、以及产品性能等多个方面系统研究FTPE，可以进一步发挥FTPE的优势性能，以满足不断变化的市场需求。

文献综述高分子材料与工程脂肪族聚酯合成及形态研究当前使用的大多数聚合材料其结构比较稳定，在自然环境中难于降解，即使与淀粉等可降解的天然材料掺杂，降解的也只是填充部分，不能降解的聚合物粉末难以回收，造成不可避免的环境污染，尤其在制品使用周期较短的农业、包装业及医疗行业中。

聚酯材料是具有良好的降解性能。

脂肪族聚酯是通过同时引入两种或以上的二元醇或二元酸进行缩聚获得的，它们的性能往往是多变的，比如结晶能力，这类聚酯的主链大都由脂肪族结构单元通过易水解的脂键连接而成[1]。

聚酯类高分子材料一个用途是作为可生物降解的材料。

目前研究比较热门的可生物降解聚酯中有聚丁二酸系列，聚乳酸，聚丙胶酯[1]。

它们可以被自然界存在的大量微生物或动物体内的酶降解成无毒的水溶性低聚物或单体[1~2]。

例如聚丁二酸丁二醇酯(PBS) 是其中熔点较高的一种聚酯，其性能优良，有很广的应用领域。

高利斌等合成了聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，应用结晶改性、新型扩链改性和填充改性等手段对PBS进行了加工改性研究运用差示扫描量热法、偏光显微镜和力学性能测试等分析手段，从晶形结构和宏观性能角度研究了4种成核剂对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)结晶行为及力学性能的影响。

结果表明，成核剂的加入细化了PBS球晶尺寸，球晶规整均匀，且结晶温度向高温方向移动，其中BenLa使PBS结晶温度移动了9.16℃。

而成核改性PBS的力学性能较纯PBS也得到改善[11]。

聚酯的另一个主要用途是作为PVC聚氯乙烯的高分子型增塑剂。

目前大量使用的聚氯乙烯中的增塑剂基本上是邻苯二甲酸酯，它们属于低分子型增塑剂，它们容易挥发，迁移从而影响增塑效果的持久性，同时还污染环境对身体健康产生负面影响。

肪族聚酯通常可作为聚氯乙烯的高分子增塑剂，且是一种环保增塑剂，常用的脂肪族聚酯有：聚己二酸丁二醇酯[4]，聚己内酯，聚己内酯聚乙二醇共聚酯，它们克服了低分子增塑剂易挥发易迁移的缺点，具有持久增塑的效果。

二聚脂肪酸淀粉酯的合成、性能及动力学的研究的开题报
告
一、研究背景
随着环境保护意识的增强和可再生能源的不断推广，生物基塑料逐渐成为了替代传统石化塑料的重要选择。

其中，二聚脂肪酸淀粉酯（DPAS）作为一种兼具生物降解性和高物理性能的新型生物基塑料，受到了广泛关注。

DPAS由淀粉酯化后与脂肪酸脱水缩合而成，其具有优异的热稳定性、光泽性、韧性等物理性能，且与传统塑料相比，其生产过程的能耗和CO2排放量大大降低。

二、研究内容
本研究将从DPAS的合成、性能及动力学三方面展开研究。

（一）合成：采用淀粉酯化和脂肪酸脱水缩合的方法，合成DPAS。

考察反应条件对DPAS合成的影响，寻找最优工艺条件。

（二）性能：对合成得到的DPAS进行物理性能测试，包括熔点、热稳定性、机械性能、可加工性等方面的测试。

与传统石化塑料进行比较分析。

（三）动力学：对DPAS的反应动力学进行研究，分析反应速率常数等动力学参数。

三、研究意义
本研究将有助于深入了解DPAS的合成方法、物理性能和动力学特性，为其广泛应用提供更为科学的基础和技术支持。

通过与传统塑料的对比，可以更加清晰地认识DPAS 的优劣和潜在应用领域。

此外，对于生物降解塑料的推广和应用，本研究也有着一定的现实意义。

非金属催化剂催化合成脂肪族聚酯的研究进展
张建明;吴林波
【期刊名称】《科技通报》
【年(卷),期】2007(23)5
【摘要】脂肪族聚酯是最重要的一类可生物降解聚合物,其合成过程中多采用含金属元素的催化剂,残留的金属元素会对其生物相容性和环境相容性造成不利的影响,因而,采用无毒的非金属催化剂成为脂肪族聚酯合成中备受关注的课题。

本文对非金属催化剂催化合成脂肪族聚酯的研究进展进行综述。

【总页数】6页(P741-746)
【关键词】可生物降解聚合物;脂肪族聚酯;非金属催化剂;有机催化剂
【作者】张建明;吴林波
【作者单位】浙江大学化学工程与生物工程学系聚合反应工程国家重点实验室【正文语种】中文
【中图分类】X799.3
【相关文献】
1.非金属催化剂在催化环氧化物和CO2合成环状碳酸酯中的研究进展 [J], 兰东辉;樊娜;王莹;高显;张平;陈浪;区泽堂;尹双凤
2.脂肪酶Candida sp.99-125催化羟基酸甲酯缩聚合成脂肪族聚酯 [J], 孙芹;方正;郭凯
3.酶催化合成脂肪族聚酯的研究进展 [J], 王景昌;商雪航;王卫京;陈淑花;詹世平
4.酶催化脂肪族聚酯的合成 [J], 邓铭明;于九皋
5.聚酯用含羟基脂肪族羧酸的聚合催化剂及其制造 [J], 倪天民
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