天然高分子材料.ppt

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1、NaturalPolymersIntroductiontoPolymerScienceNaturalPolymersNaturalpolymersarepolymersproducedbylivingorganisms.NaturalPolymer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

2、的经济和战略意义。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。AdvantageoftheNaturalPolymers价格低廉、来源广泛，在自然界动植物中广泛存在。AdvantageoftheNaturalPolymers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DisadvantageoftheNaturalPolymers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

3、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。ClassificationoftheNaturalPolymers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。PolysaccharidePolysaccharide糖类通称为碳水化合物，分为单糖、低聚糖和多聚糖三大类。单糖是最简单的碳水化合物，如葡萄糖、果糖、木糖等。低聚糖是由二个

4、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。Polysaccharide自然界存在着大量的多糖类高分子淀粉纤维素壳聚糖ConformationofPolysaccharideOHOHOOHOHOHOHOHOOHOHOHα-D-Glucoseβ-D-GlucoseStarch(helix)Cellulose(sheet)OOHOOHOHOOHOOHHOOOOHOOHOHOOHOOHOHOOHOHOOHOHOHOα-D-GlucoseDextran(c

5、oil)OHOHOOOOOHOHOOHHStarch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%。OOHOOHOHOOHOOHHOO淀粉（starch）是植物体中贮存的养分，贮存在种子、水果、块茎、根茎中，各类农作物中的淀粉含量都较高，大米中含淀粉62~86％，麦子中含淀粉57~75％，玉米中含淀粉65~72％，马铃

6、薯中则含淀粉12~14％，是我们饮食中碳水化合物的主要来源。SourceoftheStarch淀粉TopologyofstarchModifiedStarch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。物理变性：包括预糊化淀粉、γ-射线、超高频辐射处理淀粉、机械研磨处理淀粉、湿热处理淀粉等。化学变性：用各种化学试剂处理得到的变性淀粉。其中有两大类：一类是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等；另一类是使淀粉分子量增加，如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。酶

7、法变性（生物改性）：各种酶处理淀粉。如环糊精、麦芽糊精、直链淀粉等。复合变性：采用两种以上处理方法得到的变性淀粉。如氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等。采用复合变性得到的变性淀粉具有两种变性淀粉的各自优点。ApplicationofStarch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。Cellulose纤维素是自然界中存在量最大的天然高分子化合物。纤维素由很多D-吡喃葡萄糖单元以β(1-4)苷键连接而成。纤维素是高等植物细胞壁的主要成分，主要来源为木材等。纤维

8、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。SourceoftheCellulose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：包括禾本科和竹科等植物的茎。ModificationoftheCellulose纤维素改性可以使之具有更好的溶解性和加工性。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