科学研究
不同分子量聚丁二酸丁二醇酯的酶法降解
发布时间:2022年4月14日
  |  
字号:

研究背景

就全球而言,塑料原料的生产速度已达到每年数亿吨,因此造成了“白色污染”[1]。减少塑料废弃物污染已经引起了学术界和工业界的关注。从资源和环境管理的角度来看,减少污染的最重要方法之一是制定生物降解聚合物。PBS是一种具有竞争力的生物降解材料,因为它具有良好的加工能力、高的耐化学性、可用性、低材料成本以及优良的机械和热性能。 PBS 拥有灵活的骨架和易于水解的酯键,这些酯键易于被微生物或酶催化降解。大多数关于酶降解的研究表明,聚酯的一些特性,包括分子量、分子量分布、结晶度、晶体结构和熔融温度,都会影响酶降解的速率

研究内容

采用角质酶对不同分子量的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)薄膜进行酶解。通过扫描电子显微镜、差示扫描量热法、热重分析、 X射线粉末衍射、质子核磁共振和凝胶渗透色谱等分析研究了酶降解前后膜性质的变化。

研究结果

1.不同催化剂合成的PBS

2.不同平均分子量的PBS 薄膜在不同降解时间点的重量损失。

3.在不同的降解时间点具有不同分子量的PBS薄膜的微观形貌(a0/b0/c0/d0=0h, a1-2h ,a2-6h ,a3-8h,a4-10 h,b1/c1/d1-6h ,b2/c2/d2-18 h,b3/c3/d3-30 h, b4/c4/d4-42 h)

4.不同分子量的PBS薄膜在不同降解阶段的结晶度

5.在不同的降解时间点的(a) : PBS-a,(b) : PBS-b,(c) : PBS-c,(d) : PBS-d的TG,(e) : 各种 PBS 在6h 的降解后的TG。

6.在不同的降解时间点的(a) : PBS-a,(b) : PBS-b,(c) : PBS-c,(d) : PBS-d的1H NMR

研究结论

对不同分子量PBS的薄膜的酶降解研究发现,PBS薄膜的重量损失随着分子量的增加先减小后增大。扫描电镜(SEM)图表明PBS薄膜被层层降解。PBS薄膜的结晶度随着降解时间的延长而减少,随着分子量的增加先增加后减少,结晶度的降低归因于结晶区和非晶区的同时降解。TG曲线表明PBS分子结构被破坏,热稳定性下降。1H NMR表明,PBS仍然是降解后聚合物的主要成分。降解前后PBS的分子量基本保持不变。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813017342988?via%3Dihub