<strike id="ldzvz"><pre id="ldzvz"><video id="ldzvz"></video></pre></strike>
    <listing id="ldzvz"><nobr id="ldzvz"><meter id="ldzvz"></meter></nobr></listing>

    <form id="ldzvz"><nobr id="ldzvz"><meter id="ldzvz"></meter></nobr></form>

                  首頁 > 新聞中心 > 科研進展
                  寧波材料所在衣康酸聚酯及胺誘導快速降解領域取得進展
                  作者:,日期:2022-10-31

                    生物可降解高分子是塑料污染全鏈條治理體系的重要環節。當前,聚乳酸(PLA)、聚對苯二甲酸/己二酸丁二醇酯(PBAT)等生物可降解聚酯材料已經受到各界的高度關注。中國科學院寧波材料技術與工程研究所生物基高分子材料團隊朱錦研究員常年致力于生物基可降解材料的研發工作。以2,5-呋喃二甲酸為生物基芳香單體,以乳酸、乙醇酸、碳酸酯等為生物基脂肪單體,成功開發出多種具備高氣體阻隔、高強度模量的高性能生物基可降解聚酯。(J. Hazard. Mater. , 2022, 425, 127752; Chem. Eng. J., 2022, 447, 137535; J. Hazard. Mater., 2022, 430, 128392; Green Chem., 2019,21, 3013-3022; ACS Sustainable Chem. Eng., 2021, 9, 13021-13032; ACS Sustainable Chem. Eng. 2021, 9, 13021-13032)近期,針對生物可降解高分子普遍存在的依賴堆肥設施、環境降解速率慢、降解不可控等關鍵問題,該團隊提出新一代刺激分解生物可降解高分子,即在生物可降解高分子中引入在特定條件下可刺激分解的單元,使其可調控生物降解速率。該團隊利用衣康酸單體的側鏈雙鍵,開發了可由伯胺經氮雜邁克爾加成和分子內環化而實現分子鏈斷裂的刺激降解體系,并在多個聚酯體系中進行嘗試并得到驗證,探索了聚酯可控快速降解的新路徑。

                    針對衣康酸雙鍵活潑、易加成交聯、難制備高分子量熱塑性聚酯的問題,團隊進行阻聚劑的篩選和優化,并結合高真空度聚合裝置和反應溫度的精確控制,有效抑制雙鍵副反應,成功制備了基于衣康酸的熱塑性聚酯。衣康酸單元的摩爾含量可達到40%,重均分子量保持在6*104g/mol以上。衣康酸聚酯聚合技術的突破,為解決生物可降解聚酯難功能化、難后修飾等問題提供了解決思路。此外,本工作詳細闡述了衣康酸單體對共聚酯結晶性能、力學性能和生物降解行為的影響規律,進一步通過聚酯-CALB酶復合物的分子動力學模擬和預反應態分析闡明了酶環境的降解催化機理。

                    氮雜邁克爾加成和分子內環化在不同的鏈段環境、結構位阻和溶劑的反應差異,是本工作優化胺誘導降解的重點。首先探索衣康酸聚酯與伯胺接觸時的降解行為,采用1H-NMR和GPC監測,3小時內即觀察到衣康酸雙鍵信號峰的消失以及聚酯分子量的顯著下降。在氯仿、丙酮、甲醇、水等溶劑中的探索,證明通過調控溶劑來控制氮雜邁克爾加成反應速率的可行性。同時進一步探究聚酯的共聚單元位阻,如剛性的苯環、呋喃環以及脂肪族鏈段對加成反應的影響差異。結合DFT計算和福井函數分析衣康酸聚酯加成反應的位點及活化能壘,發現引入丁二酸單元和對苯二甲酸單元將分別促進和阻礙加成反應。該工作豐富了刺激分解生物可降解高分子的材料體系,并為進一步完善可控降解過程和降解機制提供了理論基礎。

                    該工作以題為“Efficient Synthesis of Itaconate Polyesters with Amine-Triggered Rapid Degradation and Outstanding Mechanical Properties: An Experimental and Theoretical Study on Degradation Mechanisms”發表在Macromolecules上。本研究得到了國家重點研發計劃(2021YFB3700300),國家自然科學基金(U21B2093、51773218)、中國博士后科學基金(2020M681963)、寧波市公益項目(2021S071)、寧波市自然科學基金(2021J207)等項目的支持,在理論計算模擬方面得到上海交通大學生命科學技術學院、微生物代謝國家重點實驗室趙一雷教授團隊的支持。

                  圖1 衣康酸聚酯的結構設計及胺誘導降解

                  圖2 伯胺與衣康酸的氮雜邁克爾加成/分子內環化示意圖

                  圖3 衣康酸聚酯理論計算模擬匯總。(A)構象搜索后的衣康酸聚酯通過Fukui函數確定加成反應位點,通過DFT計算尋找過渡態得到活化能壘;(B)衣康酸聚酯與CALB酶復合物的作用分析

                   ?。ǜ叻肿优c復合材料實驗室 胡晗)

                  精品亚洲AV无码波多野吉衣
                  <strike id="ldzvz"><pre id="ldzvz"><video id="ldzvz"></video></pre></strike>
                    <listing id="ldzvz"><nobr id="ldzvz"><meter id="ldzvz"></meter></nobr></listing>

                    <form id="ldzvz"><nobr id="ldzvz"><meter id="ldzvz"></meter></nobr></form>