本文關鍵詞：酚類聚合物的酶催化合成及其對聚丙烯抗氧化性能研究

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【摘要】：催化劑在現代化學與工業(yè)生產中占有極其重要的地位,作為生物催化劑的酶可以催化苯酚類與苯胺類化合物的聚合反應,現已作為一種新的聚合方法引起廣大學者的關注。辣根過氧化物酶(HRP),是商業(yè)化應用較早的一種酶類制劑,可以催化合成許多傳統(tǒng)化學方法難以合成的物質,且反應條件溫和。本論文以HRP為催化劑,在十二烷基硫酸鈉膠束(SDS)體系中催化酚類化合物的聚合反應,并研究聚合產物對聚丙烯的抗氧化性能。(1)在SDS膠束體系中,用HRP催化鄰甲氧基苯酚的聚合反應,得到紫色粉末狀的聚合產物。用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、凝膠滲透色譜(GPC)、熱失重(TGA)對聚鄰甲氧基苯酚的結構及性能進行表征,結果顯示聚合產物的數均分子量為5.9×102,且具有良好的熱穩(wěn)定性。將聚鄰甲氧基苯酚作為抗氧劑加入聚丙烯,通過聚丙烯復合材料的氧化誘導時間(OIT)來比較市售抗氧劑與聚鄰甲氧基苯酚的抗氧化效率,通過TGA及熱分解動力學來研究聚丙烯復合材料熱的氧化降解過程,并通過加速老化試驗考察聚丙烯復合材料加速老化過程中化學組成及拉伸性能的變化。研究結果表明鄰甲氧基苯酚的酶催化聚合產物可以作為新型的抗氧劑應用于聚丙烯的抗氧化。(2)在SDS膠束體系中,用HRP催化對叔丁基鄰苯二酚的聚合反應,產物為紅褐色粉末。通過核磁共振(H1 NMR)表征對叔丁基鄰苯二酚在SDS膠束體系中的增溶位置,結果表明對叔丁基鄰苯二酚主要聚集在SDS膠束柵欄層的C2-C6 5個亞甲基附近。利用FTIR、GPC、飛行時間質譜(Maldi-Tof-MS)、TGA表征對叔丁基鄰苯二酚聚合產物的結構及性能,結果表明所得聚合物的數均分子量為5.4×102,Maldi-Tof-MS結果顯示聚合產物多為三聚體、四聚體,且熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于對應單體。將聚對叔丁基鄰苯二酚作為抗氧劑與聚丙烯復合,通過差示掃描量熱儀(DSC)測定聚丙烯復合材料的氧化誘導時間(OIT)與氧化誘導溫度(OOT),結果顯示聚對叔丁基鄰苯二酚的抗氧化效果要優(yōu)于單體及市售抗氧劑1076。通過TGA數據對聚丙烯復合材料的熱氧化分解過程進行分析,結果表明聚對叔丁基鄰苯二酚的添加能大幅提高聚丙烯熱氧分解時的表觀活化能。因此,通過酶催化合成聚酚,為抗氧劑的合成提供了一種新型綠色高效的方法。
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;O632.12

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本文編號：1238516