星形支化聚乳酸的合成与研究的开题报告

星形支化聚乳酸的合成与研究的开题报告一、选题背景聚乳酸（polylacticacid,PLA）是一种生物可降解高分子材料，已被广泛应用于食品包装、药物输送、医学等领域。然而，由于其分子结构中的缩酸酯单元，PLA不易降解，难以被微生物彻底分解而造成环境污染。为了解决这一问题，学界开始研究聚乳酸支化、交联等手段来提高其降解性和应用性。在聚乳酸支化中，星形支化是一种功能性支化方式，能够提高聚乳酸材料的热稳定性、机械性能和加工性能。目前，星形支化聚乳酸的制备方法包括环氧乙烷开环、D-异丙基锡催化、季铵盐催化等，然而这些方法存在着化学品使用量大、催化效率低等问题。因此需要寻找更加高效、环保的星形支化聚乳酸制备方法。二、研究目的本研究旨在通过调控催化体系、反应条件等因素，实现星形支化聚乳酸的高效、环保制备，并对其结构特征、热性能、降解性能等进行深入研究，为聚乳酸的应用和环保贡献力量。三、研究内容1.选择合适的催化体系，优化反应条件，比较不同催化剂和反应体系对星形PLA产率和支化度的影响。2.通过核磁共振(NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)等手段确定星形支化PLA的化学结构、分子量分布等特征。3.测定星形支化PLA的熔点、热分解温度、玻璃化转变温度等热性能指标，分析星形支化对PLA物性的影响。4.评价星形支化PLA的降解性能，分析星形支化对PLA降解的影响。四、预期成果1.开发高效、环保的星形支化聚乳酸制备方法，为聚乳酸应用提供新的功能性材料。2.研究星形支化聚乳酸的化学结构和性能，为相关领域的研究和应用提供参考。3.探究星形支化对聚乳酸降解性能的影响，为聚乳酸的环保应用提供理论依据。五、研究方法本研究主要采用先进的合成化学手段，通过设计不同催化体系、反应条件、配比等因素，制备出星形支化聚乳酸，并通过一系列表征手段对其结构特征、热性能、降解性能等进行分析。具体方法包括：1.催化体系的筛选与优化：通过比较不同催化剂、反应体系对星形支化PLA制备的影响，优选催化体系。2.聚乳酸的星形支化制备：优选催化体系后，在适当的反应条件下，进行星形支化聚乳酸的制备。3.聚合物的化学结构特征表征：通过核磁共振、凝胶渗透色谱等手段，对制备出的星形支化聚乳酸的化学结构、分子量分布等进行分析。4.聚乳酸物性测试：测试星形支化聚乳酸的热性能、力学性能等指标，分析其对聚乳酸性能的影响。5.聚乳酸的降解性评价：测定星形支化PLA的降解速率、失重率等参数，分析星形支化对PLA降解的影响。六、研究进度安排1.阅读相关文献，明确课题研究方向，完成选题申请和开题报告（1周）。2.收集相关实验数据，寻找适宜的催化体系和反应条件，并进行反应优化（6周）。3.对制备出的星形支化聚乳酸进行化学结构特征分析、热性能测试等（6周）。4.对星形支化PLA进行降解性能评价，研究星形支化对PLA降解的影响（4周）。5.完成论文撰写和答辩准备，提交研究成果（4周）。七、参考文献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