通过界面聚合来定制可生物降解的阿利法-芳香共聚合物的架构和特性
Sara E Branovsky1, Isabelle L Behrman1, Benjamin R Hirschboeck1
1Department of Materials Science and Engineering, Northwestern University, 2220 Campus Drive, Evanston, Illinois 60208, United States.
我们开发了一种快速的,开放式合成,用于具有可调节性质的亚利法芳香共聚合物 (AAPEs). 这种方法增强了酶降解,为可生物降解的包装提供了一个可持续的替代方案.
科学领域:
- 聚合物化学 聚合物化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物技术是生物技术.
背景情况:
- 亚利发性-芳香性共聚合物 (AAPEs) 为包装应用提供热稳定性和生物降解性的平衡.
- 目前AAPEs的合成方法通常很慢,需要恶劣的条件,并使用昂贵的催化剂.
研究的目的:
- 通过混合界面聚合,引入快速的,露天合成的聚乙烯基酸盐-联合甲酸盐 (PPAT).
- 调查溶剂选择 (酸与乙酸) 和催化剂度对PPAT合成和特性的影响.
- 为提高PPAT的酶降解性和可调节的热力学性质,量身定制PPAT的异质性和结构.
主要方法:
- 在露天使用甲酸或乙酸乙烯的混合界面聚合.
- 多种相转移催化剂度以控制共聚合物组成和结构.
- 用PETase对PPAT薄膜进行表征,包括热稳定性,机械性能和酶降解.
主要成果:
- 实现了与传统方法相比较的高反应产量,无论溶剂.
- 证明了可调节的亚利法性,并从随机转向块状共聚合物结构,并增加了催化剂度.
- 合成的PPAT薄膜具有可调节的热稳定性 (263-310°C) 和机械性能.
- 显示了显著增强的酶降解与增加的亚利法性,达到>50%的质量损失在400小时的电影与~60%的亚利法性单位.
结论:
- 接面聚合提供了一种高效和快速的途径来合成可调节的形芳香共聚合物.
- 通过增加酸性,PPAT由PETase的酶降解性显著增强.
- 这种方法可以生产具有适合可持续包装应用的结构和性能的可生物降解聚合物.
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