液澆注摻混物以評 估m(xù)cl-PHA和其寡聚酯否能充當PVC的相容性增塑劑。進行SEM、FTIR、 1H-NMK DSC和DM 以研宄PVC-PHA摻混物的微結構、膜形貌、混溶性和粘彈特性。PVC/PHA膜的SEM顯微照片 顯示,PVC的增塑涉及PHA滲入PVC的一些多孔結構中并與PVC聚合物鏈段融合。FTIR和 1H-NMR光譜分析二者均表明PVC-PHA混溶性可能是因 PHA的酯C = 0基團與PVC的ciH和 局部氯偶極子之間的特定相互作用所致。TGA研宄被用來研宄增塑PVC膜的熱行為和穩(wěn)定 性。DSC和DM測量均得出摻混物具有單一并較低的T g的一致結果,表明mcl-PHA可與PVC 高度混溶。DMA的結果還顯示,mcl-PHA和其寡聚酯可賦予PVC化合物彈性且因此降低了聚 合物的剛度。
[0029] 以下實施例用來說明本發(fā)明,但應當理解,本發(fā)明并不限定于該實施例:
[0030] 實施例
[0031] 材料
[0032] 在整個實驗中使用黏度值為87且分子量為大約100, OOOg πιοΓ1的聚(氯乙烯) (PVC) (BDH實驗室試劑)。
[0033] Mcl-PHA 合成·
[0034] Mcl-PHA是通過惡臭假單胞菌PGAl從兩種不同的碳底物:0· 5% (分別為v/v和w/ v)的油酸(OA)和皂化棕櫚仁油(SPKO)經(jīng)搖瓶發(fā)酵來合成。在整個實驗中,搖瓶發(fā)酵是在 30°C和200rpm下在軌道式振蕩培養(yǎng)箱中進行。PHA生產(chǎn)是在兩階段培養(yǎng)體系中進行,所述 兩階段培養(yǎng)體系由細胞生長階段和PHA積累階段組成。在第一階段,使細菌在8. Og Γ1的 營養(yǎng)肉湯即一種營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中生長以產(chǎn)生高濃度的細胞。孵育20小時后,收獲細胞 并轉移到改良的限氮M9培養(yǎng)基中,所述培養(yǎng)基含有12. 8g T1Na2HPOJH2Od. Og T1KH2PCV 0· 5g T1NH4CKO. 5g T1NaCl 以及由 2. Oml 1.0 M MgSOJH2O 儲備液和 Iml 0· IM CaCl2儲備 液組成的微量元素。在好氧條件下將細菌在PHA生產(chǎn)培養(yǎng)基中進一步培養(yǎng)72小時。然后 收獲細胞并用氯仿提取PHA。通過使PHA/氯仿在冷凍甲醇中反復沉淀獲得純PHA聚合物。
[0035] me I-PHA 的熱降解
[0036] 對于 OA 衍生的 me I-PHA (PHAqa)和 SPKO 衍生的 me I-PHA (PHAspkq),均是在 170 °C 下 對聚合mcl-PHA進行熱處理。將該溫度選為降解溫度因為所獲得經(jīng)熱處理的PHA (degPHAQA 和ClegPHAspro)主要由不含末端不飽和片段的寡聚羥基酸片段混合物組成。
[0037] 首先將聚合物樣品在真空中預先干燥24小時。將樣品置于連接有Liebig冷凝器 的250mlErlenmeyer燒瓶中。將反應燒瓶置于硅油浴中并從環(huán)境溫度加熱至170±2°C。保 持油浴的水平面高于反應燒瓶中樣品至少2cm以允許在加熱期間溫度平衡。然后將樣品在 等溫條件下保持30分鐘。在已完成加熱并使反應燒瓶冷卻到室溫后,將反應燒瓶從油浴中 移除。燒瓶中經(jīng)熱處理的PHA是通過溶解于少量氯仿中,隨后在室溫下在通風櫥中使溶劑 完全蒸發(fā)來進行收集。
[0038] PVC/PHA聚合物摻混物的制備
[0039] 通過使用共同的溶劑氯仿(CHCl3, Mw 119. 38g πιοΓ1,分析級,Merck)制得一系列 由PVC與不同類型mcl-PHA(PHAQA、PHA spkq、degPUP degPHA SPro)組成的聚合物摻混物。
[0040] PVC/氯仿溶液通過將5. Og PVC溶解于IOOmL氯仿中制備,而PHA/氯仿溶液以兩 個濃度(0. 125g和0. 25g mcl-PHA分別于20mL氯仿中)制備。當將PVC溶液與PHA溶液 混合并蒸發(fā)氯仿時,獲得分別含有2. 5份和5份PHA/ -百份PVC的摻混物。PVC/PHA摻混 物被指定為以下:POA2.5和PdeOA 2.5(分別為2. 5份聚合和寡聚?撤@與97. 5份PVC的摻混 物)。PSP2.5和PdeSP 5 (分別為2. 5份聚合和寡聚PHAspk^ 97. 5份PVC的摻混物)。POA 5 和PdeOA5 (分別為5份聚合和寡聚PHAq^ 95份PVC的摻混物)。PSP 5和PdeSP 5 (分別為 5份聚合和寡聚卩^剛與95份PVC的摻混物)。
[0041] 首先將PVC/氯仿溶液以500rpm混合,在55°C下回流30分鐘。然后,將PHA溶液 添加至PVC溶液中并將混合物以500rpm、55°C攪拌一小時。將反應燒瓶置于恒溫水浴中并 保持水的水平面高于在燒瓶中溶液的水平面至少2cm以便溫度分布均勻。隨后,在室溫下 在通風櫥中將PVC/PHA溶液傾倒至玻璃培養(yǎng)皿中并使用磁力攪拌棒攪拌以緩慢蒸發(fā)掉溶 劑。當混合物開始形成粘稠溶液時,移除磁力攪拌棒并繼續(xù)經(jīng)由蒸發(fā)干燥直到獲得均勻的 膜。將澆注的膜在真空下于60°C至70°C下進一步干燥兩天,隨后在熱空氣烘箱中在70°C至 72 °C下干燥一周以除去溶劑痕跡。
[0042] 氣相色譜法(GC)
[0043] 使用Shimadzu GC 2014型氣相色譜(日本)來分析聚合和寡聚PHA的單體組成。 使用SGE10. 0 μ 1注射器以10:1分流比通過分流注射來注射I. 0 μ 1經(jīng)甲醇解聚的PHA樣 品。將氮氣以3ml rnirT1的流速用作載氣。開始時從120°C起對柱烘箱溫度程控2min,以 20°C HiirT1的速率斜坡上升至230°C并在此溫度下保持lOmin。注射器和檢測器的溫度分 別設定在225°C和230 °C。3-羥基鏈烷酸甲基酯標準品:使用3-羥基丁酸、3-羥基己酸、 3-羥基辛酸、3-羥基癸酸、3-羥基十二烷酸、3-羥基十四烷酸和3-羥基十六烷酸甲基酯 (Larodan)來測定相應的停留時間用以進行單體鑒別。
[0044] 凝膠滲透色譜法(GPC)
[0045] 通過凝膠滲透色譜法(GPC)來測定用于摻混的聚合和寡聚mcl-PHA的數(shù)均分子量 (M n)、重均分子量(Mw)和多分散性指數(shù)(PDI)。使用配備有串聯(lián)連接的Waters Styragel HR(HR1、HR2、HR5E 和 HR5E)柱(7. 8mm 內徑 X300mm) (USA)與 Waters 2414 折射率檢測器 的Waters?600-GPC(USA)儀器進行GPC分析。在40°C下通過四氫呋喃以Iml mirr1的流速 洗脫大約100 μ I 2mg/ml聚合物樣品。使用單分散聚苯乙烯標準品校準儀器。
[0046] 示差掃描量熱法(DSC)
[0047] 使用Mettler Toledo DSC 822e進行mcl-PHA樣品的DSC分析。在氮氣氣流下 在-100°C至180°C的溫度范圍內以20°C mirr1的加熱速率對實驗進行程控。使用Cryospeed 氮氣來實現(xiàn)低于環(huán)境溫度。使用大約5. Omg PHA樣品并封裝在鋁盤中。將樣品的Tg確定 為能量急劇變化的開始。
[0048] 使用Perkin Elmer Pyris DSC 6熱分析儀(USA)以20°C mirT1的程控加熱速率測 量PVC和PVC/PHA摻混物的Tg。實驗是在35°C至130°C的溫度范圍內在干燥氮氣氣氛下以 20ml mirT1的流速進行。對于PVC,大約5. Omg以壓實粉末形式裝載于錯盤中,而對于PVC/ PHA摻混物,5. Omg膜被切成小塊并置于盤中。將樣品掃描兩次,第一次掃描從35°C加熱至 120°C以去除樣品的熱史,然后冷卻至35°C并進行第二次掃描直到130°C。將樣品的1;確 定為第二次掃描的焓急劇變化的開始。
[0049] 使用Gordon-Taylor方程對Tg進行理論計算
[0050] 聚合物摻混物的理論Tg值可由Gordon-Taylor方程計算得到,由此通過使用 Polymath?軟件求解聯(lián)立方程以及實驗Tg代入法來確定k-擬合參數(shù)。Gordon-Taylor方 程顯示于Eq(I)中。
【主權項】
1. 一種生產(chǎn)聚合中等鏈長聚3-羥基鏈烷酸酯的方法,其包括: (i) 將惡臭假單胞菌PGAl在8.OgI71營養(yǎng)肉湯即一種營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基中孵育20小 時以產(chǎn)生高濃度的惡臭假單胞菌PGAl細胞; (ii) 然后在細菌培養(yǎng)之后通過在4°C下以8000rpm離心30分鐘來無菌收獲所述細菌 細胞; (iii) 將所述細胞轉移至改