第10章天然高分子.ppt

天然高分子
传统材料的弊端
“不使用也不产生有害物质,利用可再生资源合成环境友好化学品”已成为国际科技前沿领域。
世界石油资源日益减少,原油价格不断上涨,使传统的合成高分子工业的发展受到制约。
合成高分子材料很难生物降解,造成的环境污染日益严重。
天然高分子的优势
可再生天然高分子来自自然界中动、植物以及微生物资源,它们是取之不尽、用之不竭的可再生资源。
这些材料废弃后容易被自然界微生物分解成水、二氧化碳和无机小分子,属于环境友好材料。
天然高分子具有多种功能基团,可以通过化学、物理方法改性成为新材料,也可以通过新兴的纳米技术制备出各种功能材料。
很可能在将来替代合成塑料成为主要化工产品。
现状
世界各国都在逐渐增加人力和财力的投入对天然高分子材料进行研究与开发。
近10 年,有关天然高分子材料的优秀成果如雨后春笋般不断涌现。
主要包括纤维素、木质素、淀粉、甲壳素、壳聚糖、其它多糖、蛋白质以及天然橡胶等主要天然高分子材料。
1、纤维素、木质素材料
纤维素是地球上最古老和最丰富的可再生资源,主要来源于树木、棉花、麻、谷类植物和其它高等植物,也可通过细菌的酶解过程产生(细菌纤维素) 。
纤维素由β2(1 →4)2链接的D2葡萄糖组成,它含有大量羟基,易形成分子内和分子间氢键,使它难溶、难熔,从而不能熔融加工。
纤维素除用作纸张外,还可用于生产丝、薄膜、无纺布、填料以及各种衍生物产品。
1、纤维素、木质素材料
长期以来,采用传统的粘胶法生产人造丝和玻璃纸,由于大量使用CS2 而导致环境严重污染。因此,寻找新溶剂体系是纤维素科学与纤维素材料发展的关键。
1、纤维素、木质素材料
最近开发的纤维素溶剂主要有N-***吗啉-N-氧化物(NMMO) 、***化锂/二***乙酰***(LiCl/DMAc) 、1-丁基-3-***咪唑***代( [BMIM]Cl) 和1-烯丙基-3-***咪唑***代( [AMIM]Cl) 离子液体等。
纤维素在加热条件下溶于NMMO ,用它纺的丝称为Lyocell (天丝) ,其性能优良。
1、纤维素、木质素材料