星形支化聚乳酸的合成與研究的開題報告

星形支化聚乳酸的合成與研究的開題報告一、選題背景聚乳酸（polylacticacid,PLA）是一種生物可降解高分子材料，已被廣泛應用于食品包裝、藥物輸送、醫(yī)學等領域。然而，由于其分子結構中的縮酸酯單元，PLA不易降解，難以被微生物徹底分解而造成環(huán)境污染。為了解決這一問題，學界開始研究聚乳酸支化、交聯(lián)等手段來提高其降解性和應用性。在聚乳酸支化中，星形支化是一種功能性支化方式，能夠提高聚乳酸材料的熱穩(wěn)定性、機械性能和加工性能。目前，星形支化聚乳酸的制備方法包括環(huán)氧乙烷開環(huán)、D-異丙基錫催化、季銨鹽催化等，然而這些方法存在著化學品使用量大、催化效率低等問題。因此需要尋找更加高效、環(huán)保的星形支化聚乳酸制備方法。二、研究目的本研究旨在通過調控催化體系、反應條件等因素，實現(xiàn)星形支化聚乳酸的高效、環(huán)保制備，并對其結構特征、熱性能、降解性能等進行深入研究，為聚乳酸的應用和環(huán)保貢獻力量。三、研究內容1.選擇合適的催化體系，優(yōu)化反應條件，比較不同催化劑和反應體系對星形PLA產率和支化度的影響。2.通過核磁共振(NMR)、凝膠滲透色譜(GPC)等手段確定星形支化PLA的化學結構、分子量分布等特征。3.測定星形支化PLA的熔點、熱分解溫度、玻璃化轉變溫度等熱性能指標，分析星形支化對PLA物性的影響。4.評價星形支化PLA的降解性能，分析星形支化對PLA降解的影響。四、預期成果1.開發(fā)高效、環(huán)保的星形支化聚乳酸制備方法，為聚乳酸應用提供新的功能性材料。2.研究星形支化聚乳酸的化學結構和性能，為相關領域的研究和應用提供參考。3.探究星形支化對聚乳酸降解性能的影響，為聚乳酸的環(huán)保應用提供理論依據(jù)。五、研究方法本研究主要采用先進的合成化學手段，通過設計不同催化體系、反應條件、配比等因素，制備出星形支化聚乳酸，并通過一系列表征手段對其結構特征、熱性能、降解性能等進行分析。具體方法包括：1.催化體系的篩選與優(yōu)化：通過比較不同催化劑、反應體系對星形支化PLA制備的影響，優(yōu)選催化體系。2.聚乳酸的星形支化制備：優(yōu)選催化體系后，在適當?shù)姆磻獥l件下，進行星形支化聚乳酸的制備。3.聚合物的化學結構特征表征：通過核磁共振、凝膠滲透色譜等手段，對制備出的星形支化聚乳酸的化學結構、分子量分布等進行分析。4.聚乳酸物性測試：測試星形支化聚乳酸的熱性能、力學性能等指標，分析其對聚乳酸性能的影響。5.聚乳酸的降解性評價：測定星形支化PLA的降解速率、失重率等參數(shù)，分析星形支化對PLA降解的影響。六、研究進度安排1.閱讀相關文獻，明確課題研究方向，完成選題申請和開題報告（1周）。2.收集相關實驗數(shù)據(jù)，尋找適宜的催化體系和反應條件，并進行反應優(yōu)化（6周）。3.對制備出的星形支化聚乳酸進行化學結構特征分析、熱性能測試等（6周）。4.對星形支化PLA進行降解性能評價，研究星形支化對PLA降解的影響（4周）。5.完成論文撰寫和答辯準備，提交研究成果（4周）。七、參考文獻1.KrogarsK,PlackettD.Polylacticaciddegradationanditsenvironmentalimplications:areview[J].PolymersforAdvancedTechnologies,2019,30(3):770-782.2.WarzybokA,MaciejewskiH.Synthesisandcharacterizationofstar-shapedpolylactideswithlowmolecularweightterminalchains[J].MacromolSymp,2009,278(1):33-41.3.XueY,WangY,ShenX,etal.Synthesisandcharacterizationofstar-shapedpol