天然高分子材料课件.ppt

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1、天然高分子材料自然合成的高分子天然高分子天然高分子天然高分子是指没有经过人工合成，天然存在于动植物和微生物体内的大分子有机化合物。天然高分子都是处在一个完整而严谨的超分子体系内，一般是多种天然高分子以高度有序的结构排列起来。天然高分子作为可再生、可持续发展的资源，在能源问题日益紧迫的今天，开始表现出越来越重要的经济和战略意义。天然高分子的发展人类对天然高分子的利用始终伴随着人类的进化与发展。与人的社会生产和生活密不可分。衣天然高分子的发展食天然高分子的发展住天然高分子的发展行天然高分子的优势价格低廉、来源广泛，在自然界动植物中广泛存在

2、。天然高分子的优势绿色、清洁、具有可生物降解性和可再生性，农作物二氧化碳水阳光农产品天然高分子提取可降解制品堆肥天然高分子的缺点一般的天然高分子加工性能都很差，难以通过常用塑料的加工方法成型；力学性能、耐环境性能等存在缺陷，应用范围较窄；因此为了拓展天然高分子的应用范围、提高其使用性能，研究者们开始致力于天然高分子的改性研究，并已成为近年来的研究热点。天然高分子的种类多聚糖类淀粉、纤维素、木质素、甲壳素、多聚肽类蛋白质、酶、激素、蚕丝。遗传信息物质DNA、RNA动植物分泌物生漆、天然橡胶、虫胶。多聚糖多聚糖糖类通称为碳水化合物，分为单

3、糖、低聚糖和多聚糖三大类。单糖是最简单的碳水化合物(3-6个碳原子)，如葡萄糖、果糖、木糖等。低聚糖是由二个至十个单糖分子经由糖苷键连接而成的化合物。多糖是由十个以上的单糖分子经由糖苷键连接而成的碳水化合物。多聚糖自然界存在着大量的多糖类高分子淀粉纤维素壳聚糖纤维素纤维素是自然界中存在量最大的天然高分子化合物。作为高等植物细胞壁的主要成分，主要来源为木材等。纤维素由很多D-吡喃葡萄糖单元以β(1-4)苷键连接而成。纤维素的来源棉花：是棉属植物种子的表皮毛，是自然界纯度最高的纤维。木材：是自然界中纤维素最主要的来源。草类：包括禾本科和竹

4、科等植物的茎。纤维素的特性纤维素具有一定的结晶性；纤维素的分子间存在非常强烈的氢键，使得其具有更高度的结构有序性，耐化学腐蚀性和耐溶剂性。纤维素的改性纤维素改性可以使之具有更好的溶解性和加工性等，从而应用于不同领域。酯化无机酯包括碳酸酯、硝酸酯、磷酸酯等；有机酯包括醋酸酯、磺酸酯、氨基甲酸酯等。醚化羧甲基纤维素、羟烷基纤维素、甲基纤维素芳基和芳烷基纤维素等。接枝与交联卤化与氧化纤维素的应用造纸纤维素的应用纺织品纤维素的应用纤维素通过水解可用于生产微晶纤维素和葡萄糖浆；通过接枝共聚等改性可得到具有各种新功能的材料，如抗酶抗菌材料、离子交

5、换材料、膜材料、高吸水性材料等；通过化学和生物技术，将有可能生产出食品、燃料及多种基本有机合成原料。淀粉淀粉是自然界中产量仅次于纤维素的碳水化合物，是由D-葡萄糖通过α-糖苷键组成的多聚糖。未经改性处理的淀粉称为原淀粉，呈颗粒结构有一定大小和形状，水分含量高，蛋白质少的淀粉颗粒较大。淀粉颗粒具有结晶结构，结晶结构占颗粒体积25%~50%。淀粉的来源淀粉淀粉的改性热塑性淀粉淀粉本身不具有熔点，加热后容易发生分解和氧化反应，因此需要进行改性处理。淀粉的热塑性改性方法与纤维素类似，包括醚化、酰化、酯化、接枝、交联等等。水、甘油等也常被用做淀

6、粉热塑性加工中的增塑剂淀粉的应用可降解日用品淀粉的应用食品、药品添加剂另外在石油工业、造纸工业、纺织工业等领域中淀粉也常被用做增稠剂、粘合剂、胶凝剂等不同的用途。淀粉的应用氢燃料Sugar-PoweredCarProf.Y.H.PercivalZhang壳聚糖甲壳素用强碱或酶水解脱去部分或全部乙酰基就转化为壳聚糖(chitosan)。清洗，去除无机盐和蛋白质漂白、晾干水解虾蟹壳甲壳素壳聚糖壳聚糖的性质壳聚糖的化学名称为：β-(1,4)-聚-2-胺基-D-葡萄糖。壳聚糖具有较强的刚性结构和强烈的分子间氢键作用，具有稳定的结晶结构因此具有

7、较好的耐溶剂性和耐化学腐蚀性。壳聚糖分子结构单元中含有氨基，因此具有较好的生理活性和吸附性。壳聚糖的应用壳聚糖具有较强的吸附性，可用于：香烟过滤嘴絮凝剂絮凝澄清专用壳聚糖具有天然、安全、无毒、无害等特点壳聚糖的应用壳聚糖由于具备良好的成膜性和抑菌性，因此被应用在以下领域：医用材料：医用纤维和膜功能材料。保鲜剂：壳聚糖具有明显的保鲜、防腐作用。多聚肽多聚肽蛋白质由C、H、O、N、S等元素组成，一般含碳50%-55%、氢6%-8%、氧20%-23%、氮15%-18%、硫0-4%。特种蛋白质还含有铜、铁、磷、铂、锌、碘等元素。组成蛋白质的单

8、体为氨基酸类，蛋白质水解得到各种α-氨基酸的混合物。自然界中存在二十八种氨基酸，不同的组合方式使蛋白质具有众多不同的种类，从而也具有不同的性能。α-氨基酸蛋白质是由天然产生的不同种类的L-α-氨基酸以酰胺键(—CO—NH