利用非水相中脂肪酶催化的酯化反应来合成聚合物材料，其典型特征是催化活性高，能够在温和条件下加快反应速度，对底物聚合反应方式有高度选择性，转化率高，没有副产物形成，环境友好，且无有毒物质残留，特别对一些功能性聚合物的合成，十分有效。并且，通过生物脂肪酶催化法合成的聚合物材料同样可以由脂肪酶来生物降解回收，使聚合物材料达到可循环利用的目的，以减少环境污染，保持可持续发展。本论文研究了利用假丝酵母脂肪酶Candidasp.99-125催化合成了多种功能性的高分子聚合物材料，以及利用同种脂肪酶来生物降解上述聚合物材料的应用。主要工作如下:　　 1.假丝酵母脂肪酶催化合成热塑性聚酯　　 利用以纺织物膜（绵绸）为载体的固定化假丝酵母脂肪酶Candidasp.99-125作为催化剂，以己内酯和十五酸内酯为反应底物，用开环聚合的反应方式，合成了线型脂肪族的聚己内酯和聚十五酸内酯产品。脂肪酶催化大环十五酸内酯开环聚合的效果比催化小环己内酯的效果要好。深入研究了有机相中酶促酯化反应的工艺条件，在温度50℃时，采用固定化假丝酵母脂肪酶(5×5cm2)催化0.001mol(0.240g)十五酸内酯，以甲苯作溶剂，0.5g变色硅胶作吸水剂，质量分数2％的正庚醇为引发剂，反应时间144h后，十五酸内酯单体的转化率达到70％以上，聚十五酸内酯的相对分子量为1500Da左右。　　 在无溶剂条件下，利用固定化假丝酵母脂肪酶Candidasp.99-125作催化剂，以羟基脂肪酸和多元醇作为初始反应底物，成功的合成出了的3种具有网状结构的星型聚合物，包括了蓖麻油酸的自聚反应，三羟甲基丙烷与蓖麻油酸的缩聚反应、以及季戊四醇与蓖麻油酸的缩聚反应。脂肪酶催化季戊四醇与蓖麻油酸的聚合反应效果最差，其相对分子量基本上在2000Da以下，而三羟甲基丙烷与蓖麻油酸的聚合反应效果最好，得到的聚合物的相对分子量基本在2000Da以上，其最大分子量为5530Da。脂肪酶催化合成的这3种液态聚合物都具有一定的粘度。　　 在无溶剂条件下，利用假丝酵母脂肪酶Candidasp.99-125的粗酶粉作为催化剂，以癸二酸二乙酯和1，4-丁二醇为初始反应底物，进行了转酯化的聚合缩合反应，成功的合成出了高分子量的热塑性聚酯——聚癸二酸丁二醇酯。当温度为70℃，底物单体摩尔比例保持为1∶1，加入质量分数30％的脂肪酶作催化剂，第一阶段常压反应24h，第二阶段抽真空(200mbar)反应48h之后，可以得到聚癸二酸丁二醇酯的相对分子量最高为15800Da。β-环糊精的空腔结构能够维持直链高分子聚合物保持分子链伸展的稳定状态，防止高分子链与链之间的的缠绕絮凝。在向反应体系中加入质量分数为5％的β-环糊精之后，对分子量的提高效果明显，此时可以获得聚癸二酸丁二醇酯产品的最高分子量为25990Da，其分子量分布为2.41。聚癸二酸丁二醇酯的热稳定性很好，不同分子量的聚合物的热分解区间在350℃至500℃之间。聚合物结晶温度（Tc）集中在37～40℃，熔融温度(Tm)集中在56～60℃，过冷却温度为20℃左右。聚癸二酸丁二醇酯的冷却结晶能力非常强，是一种半结晶塑料，结晶度都在50％～66％，结晶形态为负球晶，球晶的尺寸大约为100～200μm。聚癸二酸丁二醇酯在玻璃态时，储能模量（E）很高，约为109Pa以上，同时其玻璃化转变温度(Tg)为-30℃。将聚癸二酸丁二醇酯作为增塑剂加入到PVC材料中时，PVC的玻璃化转变温度由72.8℃降低将至44℃，其增塑增韧效果明显，使PVC变得柔软，改善其加工性能。加入10份的增塑剂时，PVC材料的热稳定性和力学性能都有所提高。因此，聚癸二酸丁二醇酯的热稳定性和力学性能可以满足作为增塑剂的使用要求。　　 在无溶剂条件下，利用假丝酵母脂肪酶Candidasp.99-125的粗酶粉作为催化剂，以不同长度碳链的脂肪酸二乙酯(C1、C4、C6、C10)和二元脂肪醇(C4、C6、C8)为初始反应底物，进行了转酯化的聚合缩合反应，成功的合成出了一系列高分子量的脂肪族聚酯，包括可以作为光学部件使用的聚碳酸酯系，可以用作包装材料的聚丁二酸二元醇酯和聚己二酸二元醇酯系，以及可以用作增塑剂材料的聚癸二酸二元醇酯系的聚合物。聚合温度设定为70℃，底物单体摩尔比例保持为1∶1，加入质量分数30％的脂肪酶作催化剂，加入β-环糊精保持高分子链的伸展构象，在第一阶段为常压反应24h，第二阶段为低真空度(200mbar)下抽真空反应24h，第三阶段为高真空度(6mbar)下抽真空反应120h之后，可以得到聚癸二酸辛二醇酯的相对分子量最高为44600Da。延长第三阶段聚合反应的时间至192h时，能够获得聚癸二酸丁二醇酯的最高相对分子量为62100Da的聚酯产品。合成的聚丁二酸己二醇酯、聚丁二酸辛二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸辛二醇酯、聚癸二酸丁二醇酯、聚癸二酸己二醇酯以及聚癸二酸辛二醇酯的耐热稳定性均较高，热分解区间都在350℃至450℃之间。熔融温度Tm集中在50～70℃之间，结晶温度Tc在20～60℃的范围内，过冷却温度范围在10～30℃。它们的冷却结晶能力非常强，结晶度为56％～72％，结晶后形成的是一种负球晶，并且结晶速率非常快。除了聚己二酸己二醇酯之外，其余6种脂肪族聚酯在玻璃态时，储能模量(E)均达到了109Pa以上，玻璃化转变温度(Tg)集中在较低的-29～-50℃之间。聚己二酸己二醇酯和聚癸二酸辛二醇酯的损耗角正切(Tanδ)在-90℃左右的范围出现了β转变的小峰。　　 2.生物/化学结合二步法合成植物油基聚氨酯　　 研究生物脂肪酶催化法与化学工艺耦合的二步法来合成植物油基聚氨酯。第一步生物脂肪酶催化法，利用脂肪酶催化油酸转化成聚酯多元醇，先经过环氧化，然后再开环聚合的方式来合成。以30％的双氧水7.5mmol作为环氧化剂，10ml甲苯作溶剂，固定化假丝酵母酶脂肪酶(3cm×3cm)在45℃时，催化底物0.005mol的油酸进行环氧化反应48h，可以生成环氧油酸的最高含量为61.64％。升温至70℃时，当环氧油酸在脂肪酶的催化下发生开环聚合48h，得到的聚酯多元醇为具有一定粘度的液态聚合物，其相对分子量在2000Da左右。第二步化学转化法，在170℃时的氮气保护下，将这种天然油基的聚酯多元醇与2ml的异氰酸酯进一步化学法聚合4h之后，则可以很容易的获得植物油基的聚氨酯材料，其相对分子量为70000～80000Da左右。　　 3.假丝酵母脂肪酶催化聚合物的生物降解性能　　 利用假丝酵母脂肪酶Candidasp.99-125的粗酶粉催化聚癸二酸丁二醇酯进行生物降解性测试。脂肪酶催化聚癸二酸丁二醇酯降解的速率较快，在经过了21天的生物酶促降解反应之后，聚酯剩余的相对分子量呈明显减小的趋势。当降解反应进行到18～21天时，聚酯的相对分子量从原始的28000Da下降为15000Da左右，相对分子量的减少接近一半。聚癸二酸丁二醇酯的降解产物的热分解，熔点、凝固点、焓变等热力学特性基本维持不变，降解产物的表面在扫描电镜的观测下，可以看出有明显的斑点和凹洞出现。