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HRP/H_2O_2催化合成酚类聚合物的制备及性能研究

作　者: 马艳芬
导　师: 吕生华
学　校: 陕西科技大学
专　业: 环境科学
关键词: 酶催化聚合 酚类聚合物 辣根过氧化物酶 鞣剂
分类号: O631.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本研究课题主要进行在辣根过氧化物酶（HRP/H2O2）催化下酚类单体的聚合反应,研究了几种不同酚类单体的聚合反应及影响聚合反应的因素,对产物的化学结构进行了表征,对反应机理进行讨论。本研究课题对于绿色皮革鞣剂的制备在理论和实践方面具有积极的意义。首先,进行了HRP/H2O2催化对羟基苯磺酸钠（PHS）聚合物的合成及性能研究。主要进行了控制反应体系pH材料的选择及合成产物的应用实验。结果表明,Na2CO3或NaHCO3作为pH调节剂用量小且能很好的调控体系pH,产物最终产率约为97%,其中Na2CO3的调节稳定效果最好且用量最少,是HRP/H2O2催化聚合理想的pH调节剂。所得产物进行了鞣制试验,应用结果表明,聚对羟基苯磺酸钠作为皮革鞣剂具有较好鞣制及软化皮革纤维、助染等效果。其次,进行了HRP/H2O2催化对羟基苯甲醛（PHB）与PHS共聚物的制备及性能研究。研究了醛基保护,体系pH、反应温度、单体配比、HRP用量、H2O2滴加时间对PHBEA和PHS共聚反应的影响。在去离子水50 g与Na2CO3 1 g组成的溶液中,当PHBEA和PHS物质的量之比为3:1且二者的用量为9.84 g、HRP用量为0.0025 g、7.57 g 30% H2O2滴加时间为60 min、体系的pH值稳定在8.0时,在30℃下反应3.5 h,最后经酸解得到了PHB与PHS的共聚产物,其质量产率约为96%。通过FTIR、NMR表征了产物结构。应用结果表明,应用革收缩温度提高值（ΔTs）达到20℃。该产物具有助染、鞣制等性能。最后,使用HRP/H2O2作为催化剂,探索了间苯二酚和3,5-二羟基苯甲酸在HRP/H2O2催化下进行的共聚合反应,并制备了间苯二酚和3,5-二羟基苯甲酸共聚物。作为复鞣剂进行了应用试验,该复鞣剂具有较好的填充性能和助染、匀染性能。使用FTIR、NMR对聚合物结构进行了表征。酚类单体在苯环上羟基的邻位和对位发生了聚合反应。研究了在HRP/H2O2催化下酚类进行共聚合反应的反应机理,反应的机理特点在于不仅要遵守酶与底物的反应规律,还要遵守独特的自由基耦合式引发、增长的自由基聚合反应规律。本研究工作的创新之处是用HRP/H2O2催化体系合成了PHS, PHS-PHB,间苯二酚和3,5-二羟基苯甲酸三种聚合物鞣剂;对HRP/H2O2催化聚合反应的pH控制方法及所用材料进行了研究与选择,较好的解决了体系pH控制问题。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
1 文献综述  11-25
  1.1 酶催化聚合的研究进展  11-22
    1.1.1 辣根过氧化物酶  11-19
    1.1.2 大豆过氧化物酶  19-20
    1.1.3 漆酶  20-21
    1.1.4 三种酶特点的比较  21-22
  1.2 合成鞣剂  22-23
  1.3 本课题的提出  23-25
    1.3.1 研究的目的及意义  23-24
    1.3.2 研究内容  24
    1.3.3 预期的成果  24-25
2 对羟基苯磺酸钠聚合物的合成及应用研究  25-34
  2.1 实验原料与主要仪器  25-26
  2.2 合成实验  26-28
    2.2.1 配制HRP 及缓冲溶液  26
    2.2.2 共聚物的制备  26
    2.2.3 检测方法  26-28
  2.3 结果与讨论  28-33
    2.3.1 pH 调节剂用量及效果比较  28-29
    2.3.2 pH 调节剂对产物产率的影响  29-30
    2.3.3 红外谱图分析  30-32
    2.3.4 应用实验结果分析  32-33
  2.4 小结  33-34
3 对羟基苯甲醛与对羟基苯磺酸钠共聚物鞣剂的合成与应用  34-42
  3.1 实验原料与仪器  34
  3.2 对羟基苯甲醛与对羟基苯磺酸钠共聚物鞣剂的合成  34-35
    3.2.1 合成实验  34-35
    3.2.2 检测方法  35
  3.3 结果与讨论  35-41
    3.3.1 影响聚合反应的因素  35-39
    3.3.2 性能及结构表征  39-40
    3.3.3 应用效果讨论  40-41
  3.4 小结  41-42
4 间苯二酚与3,5-二羟基苯甲酸共聚物鞣剂的合成与应用  42-48
  4.1 实验原料与仪器  42
  4.2 间苯二酚-3,5 二羟基苯甲酸共聚物复鞣剂的合成  42
    4.2.1 合成实验  42
    4.2.2 检测方法  42
  4.3 结果与讨论  42-47
    4.3.1 性能及结构表征  42-44
    4.3.2 反应机理分析  44-45
    4.3.3 应用结果讨论  45-46
    4.3.4 环境评价  46-47
  4.4 小结  47-48
5 结论  48-49
6 本论文创新之处  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-55
攻读学位期间发表的学术论文目录  55
攻读学位期间申请的专利  55
参加的科研项目  55-56

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 聚合反应、缩聚反应
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