原位淀粉接枝聚乳酸及其結(jié)構(gòu)的表征.pdf

1、淀粉與可生物降解的脂肪族聚酯的接枝共聚物是近年來廣受關(guān)注的全生物降解高分子體系。迄今為止，淀粉與聚乳酸、聚己內(nèi)酯等脂肪族聚酯的接枝共聚物都是通過純度較高的交酯或者內(nèi)酯開環(huán)聚合的方法制備得到。本論文研究了淀粉在乳酸水溶液中熔融接枝聚合制備淀粉—聚乳酸接枝共聚物，詳細(xì)地解析了淀粉以及淀粉—聚乳酸接枝共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和微結(jié)構(gòu)。 以辛酸亞錫為催化劑，淀粉在乳酸水溶液中原位熔融接枝聚合得到了淀粉—聚乳酸接枝共聚物。利用高效液相色譜(HPL

2、C)對淀粉在乳酸水溶液中原位熔融接枝聚合反應(yīng)的機理進行研究，HPLC結(jié)果表明接枝反應(yīng)實質(zhì)上是淀粉與原位生成的丙交酯的接枝聚合反應(yīng)。淀粉引發(fā)原位生成的丙交酯的接枝反應(yīng)是通過丙交酯的酰氧鍵斷裂而導(dǎo)致的開環(huán)聚合。 采用FTIR對淀粉—聚乳酸接枝共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)進行表征，確證接枝共聚反應(yīng)的發(fā)生。FTIR研究發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)時間的延長，淀粉—聚乳酸接枝共聚物的接枝度增加。再通過對淀粉以及淀粉—聚乳酸接枝共聚物的一維和二維核磁共振波譜(NMR)

3、的分析，進一步確證接枝共聚物的生成，并詳細(xì)清楚地解析淀粉以及淀粉—聚乳酸接枝共聚物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。 基于準(zhǔn)確的淀粉化學(xué)結(jié)構(gòu)的解析，利用淀粉—聚乳酸接枝共聚物的定量13C-NMR核磁共振波譜，提出接枝共聚物微結(jié)構(gòu)參數(shù)如接枝度(DP)、取代度(DS)、淀粉上羥基的反應(yīng)活性(IR)等的計算方法，為仔細(xì)研究接枝共聚物微結(jié)構(gòu)提供可能。利用接枝共聚物的葡萄糖單元和聚乳酸側(cè)鏈的13C-NMR核磁共振波譜譜圖都計算得到相同的微結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算結(jié)果再一

4、次證明對淀粉以及淀粉—聚乳酸接枝共聚物化學(xué)結(jié)構(gòu)表征的準(zhǔn)確性。 通過對淀粉—聚乳酸接枝共聚物微結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算，比較葡萄糖單元上三個羥基的反應(yīng)活性和與之相連的聚乳酸側(cè)鏈的平均長度，研究不同反應(yīng)條件對微結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響。研究發(fā)現(xiàn)葡萄糖單元上三個羥基的活性順序為：C-6＞C-3＞C-2，而與三個羥基分別相連的聚乳酸側(cè)鏈的平均長度順序為：C-3＜C-6＜C-2。 通過對淀粉—聚乳酸接枝共聚物的熱性能和溶解性能的研究，考察不同反應(yīng)條件