原位淀粉接枝聚乳酸及其结构的表征

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1、原位淀粉接枝聚乳酸及其结构的表征浙江大学硕士学位论文姓名：龚晴霞申请学位级别：硕士专业：高分子化学与物理指导教师：涂克华20060120Ｙ８４６ｌ５９摘要淀粉与可生物降解的脂肪族聚酯的接枝共聚物是近年来广受关注的全生物降解高分子体系。迄今为止，淀粉与聚乳酸、聚己内酯等脂肪族聚酯的接枝共聚物都是通过纯度较高的交酯或者内酯开环聚合的方法制备得到。本论文研究了淀粉在乳酸水溶液中熔融接枝聚合制备淀粉一聚乳酸接枝共聚物，详细地解析了淀粉以及淀粉一聚乳酸接枝共聚物的化学结构和微结构。以辛酸亚锡为催化剂，淀粉在乳酸水溶液中原位熔融接枝聚合得到了淀粉一聚乳酸接枝共聚物。利用高效液相色谱（ＨＰＬｃ）对淀粉在

2、乳酸水溶液中原位熔融接枝聚合反应的机理进行研究，ＨＰＬＣ结果表明接枝反应实质上是淀粉与原位生成的丙交酯的接枝聚合反应。淀粉引发原位生成的丙交酯的接枝反应是通过丙交酯的酰氧键断裂而导致的开环聚合。—————————————————————————————————————————————————————采用ＦＴＩＲ对淀粉一聚乳酸接枝共聚物的化学结构进行表征，确证接枝共聚反应的发生。ＦＴ瓜研究发现随着反应时间的延长，淀粉～聚乳酸接枝共聚物的接枝度增加。再通过对淀粉以及淀粉一聚乳酸接枝共聚物的一维和二维核磁共振波谱（ＮＭＲ）的分析，进一步确证接枝共聚物的生成，并详细清楚地解析淀粉以及淀粉一聚乳酸接

3、枝共聚物的化学结构。基于准确的淀粉化学结构的解析，利用淀粉一聚乳酸接枝共聚物的定量１３Ｃ－ＮＭＲ核磁共振波谱，提出接枝共聚物微结构参数如接枝度（ＤＰ）、取代度（ＤＳ）、淀粉上羟基的反应活性（瓜）等的计算方法，为仔细研究接枝共聚物微结构提供可能。利用接枝共聚物的葡萄糖单元和聚乳酸侧链的”Ｃ—ＮＭＲ核磁共振波谱谱图都计算得到相同的微结构参数，计算结果再一次证明对淀粉以及淀粉一聚乳酸接枝共聚物化学结构表征的准确性。通过对淀粉一聚乳酸接枝共聚物微结构参数的计算，比较葡萄糖单元上三个羟基的反应活性和与之相连的聚乳酸侧链的平均长度，研究不同反应条件对微结构参数的影响。研究发现葡萄糖单元上三个羟基的活性

4、顺序为：Ｃ－６＞Ｃ－３＞Ｃ一２，而与三个羟基分别相连的聚乳酸侧链的平均长度顺序为：Ｃ．３＜Ｃ一６＜Ｃ一２。通过对淀粉一聚乳酸接枝共聚物的热性能和溶解性能的研究，考察不同反应条件对接枝共聚物性能的影响。关键词：淀粉；聚乳酸；接枝共聚；取代度；接枝度；１３Ｃ—ＮＭＲ—————————————————————————————————————————————————————ＡＢＳＴＲＡＣＴＣｏｐｏｌｙｍｅｒｓｏｆｓｔａｒｃｈｇｒａｆｔｅｄｗｉｔｈｐｏｌｙ（１ａｃｔｉｃａｃｉｄ）ｗｅｒｅｄｉｒｅｃｔｌｙｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｉｎｓｉｔｕｒｅａｃｔｉｏｎｏｆｃｏｒｎｓｔａｒｃｈｗｉｔｈｌａｃｔｉｃｓｔａ

5、ｎｎｏｕｓａｃｉｄｉｎａｑｕｅｏｕｓｍｅｄｉａｉｎｔｈｅｐｒｅｓｅｎｃｅｏｆｗａｓ２－ｅｔｈｙｌｈｅｘａｎｏａｔｅ［Ｓｎ（Ｏｃｔ）２］．Ｔｈｅｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｔｈｅｇｒａｆｔｒｅａｃｔｉｏｎｅｌｕｃｉｄａｔｅｄ．ｂａｓｅｄｔｈｅＨＰＬＣａｎａｌｙｓｉｓ，ａｓｔｈｅｒｉｎｇ—ｏｐｅｎｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ氓ＯＰ）ｆｒｏｍｓｔａｒｃｈｓｕｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｓｍａｌｌａｍｏｕｎｔｓｏｆｌａｃｔｉｄｅｐｒｏｄｕｃｅｄｉｎｓｉｔｕｉｎｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆ１３Ｃ—ＮＭＲ—————————————————————————————————————

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7、３Ｃ－ＮＭＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｔｈｅｃｏｐｏｌｙｍｅｒｗｅｒｅｃｌａｒｉｆｉｅｄ．ＴｈｅＦＴＩＲａｎｄｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ“Ｃ．ＮＭＲａｎａｌｙｓｉｓｇｒａｆｔｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓｃｏｕｌｄ—————————————————————————————————————————————————————ｂｅｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｔａｒｃｈｒｅａｃｔｉｏｎｄｕｒａｔｉ