天然高分子的研究进展
天然高分子聚丁二酸丁二醇酯复合材料研究进展
天然高分子/聚丁二酸丁二醇酯复合材料研究进展摘要：聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种热塑性脂肪族聚酯，因力学和生物降解性良好等优点而具有广泛应用前景。
但其力学和热学性能仍存在拉伸强度和耐热温度较低等缺陷，而限制了其应用，通过物理改性是提高其性能的重要研究方向之一。
本文综述了近年天然高分子/PBS复合材料制备和性能研究，并对天然高分子/PBS复合材料的发展作了总结和展望。
关键词：聚丁二酸丁二醇酯；天然高分子；共混改性A review of the blend of Poly(ButyleneSuccinate)/natural polymersAbstract: Due to its biodegradable, mechanical properties, Poly(butylene succinate)(PBS) is widely applied in the fields such as plastic, medicine and so on. However, the mechanical and thermal properties of PBS, such as tensile strength and heat distorted temperature can not meet the application requirement. To increase the thermal and mechanical properties of PBS, method such as modified PBS by physical blend was adopted. The paper reviewed the new development of the natural polymers/PBS composites, and some suggestions were described to prepare natural polymers/PBS composites with higher mechanical and thermal properties.Key words: Poly(butylene succinate); natural polymers; composites前言聚丁二酸丁二醇酯（PBS）是由1,4-丁二酸和1,4-丁二醇通过共聚反应合成的半结晶脂肪族聚酯，它具有良好的热塑性、分子柔韧性和生物降解性能等优点，成为最具发展潜力的脂肪族聚酯之一[1-5]。
天然高分子生物材料在新型医用敷料中的应用研究
天然高分子生物材料在新型医用敷料中的应用研究天然高分子生物材料在新型医用敷料中的应用研究引言：新型医用敷料是一种用于创面修复和保护的材料，它在医学领域具有重要的应用价值。
近年来，天然高分子生物材料作为新型医用敷料的主要组成部分，引起了广泛的研究兴趣。
天然高分子生物材料具有生物相容性好、生物降解性高、生物活性物质嵌入能力强等优点，因此被广泛应用于创面愈合、局部药物递送和组织工程等方面。
本文旨在综述近年来天然高分子生物材料在新型医用敷料中的应用研究进展。
1.天然高分子材料的特性及优势1.1天然高分子的来源天然高分子是指存在于自然界中的高分子化合物，如蛋白质、多糖、纤维素等。
它们的结构复杂多样，来源广泛，比如动物体内的胶原蛋白、植物中的淀粉、水果中的果胶等。
天然高分子材料具有与生物体组织相似的特性，具备了良好的生物相容性和生物降解性。
1.2天然高分子的优势天然高分子生物材料具有以下优势：（1）生物相容性好：天然高分子材料与人体组织有良好的相容性，不会引发明显的免疫反应和毒副作用。
（2）生物降解性高：天然高分子材料能被人体内的酶和细胞降解，不会残留在体内，有利于创面的自愈合过程。
（3）生物活性物质嵌入能力强：天然高分子材料可以与生物活性物质（如药物、生长因子）相互作用，实现药物释放、生长因子嵌入等功能。
2.天然高分子生物材料在新型医用敷料中的应用2.1创面修复天然高分子生物材料在创面修复中具有重要作用。
蛋白质是一种常见的天然高分子材料，可用于制备胶原蛋白基质。
胶原蛋白基质具有良好的生物相容性和生物降解性，能够为创面提供支架结构和生长因子释放平台，促进创面的修复和再生。
多糖也是常见的天然高分子材料，在敷料中的应用主要体现在阻止水分流失、增加创面潮湿度、促进上皮细胞迁移和新生血管的形成等方面。
2.2局部药物递送天然高分子生物材料可用于局部药物递送。
通过结合生物活性物质与天然高分子材料，可以实现药物的缓慢释放和持续性药效。
研究进展
高分子材料在药学中的应用研究进展摘要：概述了应用于药学领域的高分子材料的研究进展。
根据用途将高分子材料分为高分子缓释药物载体、高分子药物、药物制剂和包装用高分子材料三类，分类叙述其制备方法、特点、应用。
关键词：生物吸收材料，缓释药物，靶向药物，高分子药物，微胶囊0．前言在药物制剂领域中，高分子材料的应用具有久远的历史。
人类从远古时代在谋求生存和与疾病斗争的过程中，广泛地利用天然的动植物来源的高分子材料，如淀粉、多糖、蛋白质、胶原等作为传统药物制剂的黏合剂、赋形剂、助悬剂、乳化剂。
但天然高分子药物在原料的来源，品种的多样化以及药物本身的物理化学性质和药理作用等方面存在一定的局限性，而合成材料的出现，弥补了天然材料的不足，大大的推动了药物制剂的发展。
作为药用的高分子必须具备以下几点条件：本身及分解产物应无毒，不会引起炎症和组织变异反应，无致癌性；进入血液系统的药物不会引起血栓；具有水溶性，能在体内水解为具有药理活性的基团；能有效达到病灶处，并积累一定浓度；口服药剂的高分子残基能通过排泄系统排出体外；对于导入方式进入循环系统的药物，聚合物主链必须易降解，使其有可能排出体外或被人体吸收[1]。
目前药用高分子材料主要以下三种用途：一是高分子缓释药物载体；二是高分子药物，包括带有高分子链的药物和具有药理活性的高分子；三是药物制剂和包装用高分子材料[2]。
1．高分子缓释药物载体这类药物是利用生物吸收性材料作为药物载体，将药物活性分子投施到人体内以扩散、渗透等方式实现缓慢释放。
其优点是：使用便利；能维持正常的血药浓度；不引起药物积累中毒；减少对正常细胞，组织的毒副作用；提高疗效，并可产生新的疗效；安全。
迅速，可靠经济并具有竞争力[3]。
目前存在时间控制缓释体系和部位控制缓释体系。
郑玲利，黄园[4]等研究了一种pH4.0左右敏感的包衣材料。
他们用偏苯三酸酐和顺丁烯二酸酐对羟丙基甲基纤维素(HPMC)进行化学修饰，并对产物醋酸羟丙基甲基纤维素顺丁烯二酸酯(HPMCAM)和羟丙基甲基纤维素偏苯三甲酸酯(HPMCT)的性质(ph敏感值，膜的透湿性，膜的抗张强度，玻璃化转变温度)进行了初步研究,探讨了各种因素对产物性能的影响。
壳聚糖的改性研究进展及其应用
壳聚糖的改性研究进展及其应用壳聚糖是一种天然高分子材料，由于其具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性，因此在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。
然而，壳聚糖也存在一些不足之处，如水溶性差、稳定性低等，因此需要对壳聚糖进行改性研究，以提高其性能和应用范围。
壳聚糖的改性方法主要包括化学改性和物理改性。
化学改性是通过化学反应改变壳聚糖的分子结构，从而提高其性能。
例如，通过引入疏水基团可以改善壳聚糖的水溶性和生物相容性。
物理改性则是通过物理手段改变壳聚糖的形态、结构等因素，以达到提高性能的目的。
例如，通过球磨法可以制备壳聚糖纳米粒子，从而提高其在生物医学领域的应用效果。
目前，壳聚糖的改性研究已经取得了显著的进展。
然而，仍存在一些问题和挑战。
其中，如何保持壳聚糖的生物活性是改性过程中面临的重要问题。
改性后的壳聚糖可能会出现新的毒性问题，因此需要进行深入的毒性研究。
未来，随着壳聚糖改性技术的不断发展，相信这些问题将逐渐得到解决。
壳聚糖在工业、生物医学等领域有着广泛的应用。
在工业领域，壳聚糖可用于制备环保材料、化妆品添加剂、印染助剂等。
例如，通过接枝共聚将壳聚糖与聚丙烯酸制成高分子复合材料，可用于制备可生物降解的塑料袋等环保材料。
在生物医学领域，壳聚糖可用于药物传递、组织工程、生物传感器等方面。
例如，利用壳聚糖制备的药物载体能够实现药物的定向传递，提高药物的疗效并降低毒副作用。
在生物医学领域，壳聚糖还可用于组织工程。
通过将壳聚糖与胶原等生物活性物质结合，可以制备出具有良好生物相容性和生物活性的组织工程支架。
这些支架可为细胞生长提供适宜的微环境，促进组织的再生和修复。
壳聚糖还可用于制备生物传感器，用于检测生物分子和有害物质。
例如，将壳聚糖与酶或抗体结合制成生物传感器，可实现对血糖、胆固醇等生物分子和有害物质的快速、灵敏检测。
壳聚糖作为一种天然高分子材料，具有良好的生物相容性、生物活性和生物降解性，在工业、生物医学等领域得到了广泛的应用。
高分子背景及前沿
高分子背景及前沿高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对制造大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学的最基本的研究内容。
早在19世纪中叶高分子就已经得到了应用，但是当时并没有形成长链分子这种概念。
主要通过化学反应对天然高分子进行改性，所以现在称这类高分子为人造高分子。
比如1839年美国人G oodyear发明了天然橡胶的硫化；1855年英国人Parks由硝化纤维素（guncotton）和樟脑（camphor）制得赛璐珞（celluloid）塑料；1883年法国人d e Chardonnet发明了人造丝rayon等。
可以看到正是由于采用了合适的反应和方法对天然高分子进行了化学改性，使得人类从对天然高分子的原始利用，进入到有目的地改性和使用天然高分子。
回顾过去一个多世纪高分子化学的发展史可以看到，高分子化学反应和合成方法对高分子化学的学科发展所起的关键作用，对开发高分子合成新材料所起的指导作用。
比如70年代中期发现的导电高分子，改变了长期以来人们对高分子只能是绝缘体的观念，进而开发出了具有光、电活性的被称之为“电子聚合物”的高分子材料，有可能为21世纪提供可进行信息传递的新功能材料。
因此当我们探讨21世纪的高分子化学的发展方向时，首先要在高分子的聚合反应和方法上有所创新。
对大品种高分子材料的合成而言，21世纪初，起码是今后10年左右，metallocene 催化剂，特别是后过渡金属催化剂将会是高分子合成研究及开发的热点。
活性自由基聚合，由此而可能发展起来的“配位活性自由基聚合”，以及阳离子活性聚合等是应用烯类单体合成新材料（包括功能材料）的重要途径。
对支化、高度支化或树枝状高分子的合成及表征，将会引起更多的重视。
天然高分子材料研究进展
四、结论
四、结论
天然生物医用高分子材料由于其出色的生物相容性和生物活性，在医疗领域 具有广泛的应用前景。随着科技的不断进步，相信未来会有更多新型的天然生物 医用高分子材料被开发出来，为人类的健康事业做出更大的贡献。
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二、天然高分子外敷材料的种类 和应用
二、天然高分子外敷材料的种类和应用
1、壳聚糖：壳聚糖是一种来源于甲壳类动物的外壳的天然高分子，具有良好 的生物相容性和抗菌性。它可以用于制作药物载体，促进伤口愈合，防止感染。
二、天然高分子外敷材料的种类和应用
2、纤维素：纤维素是一种常见的天然高分子，具有优良的力学性能和生物相 容性。它可以被用作医用敷料，能够吸收伤口的渗出物，促进伤口愈合。
3、医疗器械
3、医疗器械
天然非生物降解高分子材料具有良好的机械性能和化学稳定性，可用于制作 医疗器械。例如，纤维素可加工成纤维束、膜材料等，用于制作医疗器械的包装 材料、支架材料等。
三、天然生物医用高分子材料的 研究进展
三、天然生物医用高分子材料的研究进展
近年来，随着对天然生物医用高分子材料的深入研究，越来越多的新型天然 生物医用高分子材料被开发出来。其中，基于蛋白质的纳米粒子已成为药物载体 的重要研究方向。这些纳米粒子具有良好的生物相容性和生物活性，同时可以通 过化学修饰来改善其药物载体性能。此外，基于甲壳素和壳聚糖的纳米粒子也因 其优良的生物相容性和生物活性而备受。这些纳米粒子可以作为药物载体和基因 载体，通过控制药物和基因的释放来提高疗效。
五、结论
五、结论
天然高分子外敷材料作为一种绿色、安全的材料，在医疗、环保、能源、信 息等多个领域具有广泛的应用前景。随着科技的发展，这些材料的研究和应用也 将不断地深化和扩展。未来，我们需要进一步加强对天然高分子外敷材料的改性 研究和应用研究，以开发出性能更优、应用更广的材料，为人类的生产和生活提 供更多的贡献。
丝素蛋白复合材料的研究进展
丝素蛋白复合材料的研究进展唐春怡宁晚娥毛文洁林海涛(广西科技大学生物与化学工程学院，柳州545006)摘要丝素蛋白作为天然高分子，具有良好的生物相容性、可降解性，在医用材料、食品、化妆品方面作为复合材料组分的研究越来越受到重视。
综述了丝素蛋白分别与壳聚糖、纤维素、角蛋白、聚乙烯醇、聚电解质、聚氨酯、无机硅和羟基磷灰石互配所制得的复合材料的研究进展，分析了丝素蛋白复合材料的发展趋势。
关键词丝素蛋白，复合材料，进展Research progress on silk fibroin composite materialsTang Chunyi Ning Wane Mao Wenjie Lin Haitao(College of Biological and Chemical Engineering,Guangxi Universit of Science andTechnology,Liuzhou 545006)Abstract Silk fibroin as a natural polymer,possesses good biocompatibility and biodegradability.The studyon silkfibroin as the component of composites in medical materials,food,cosmetics are paid more and more attention.The re-search progress on the composite materials from the combination of silk fibroin with chitosan,cellulose,keratin,polyviny lalcohol,polyelectrolyte,polyurethane,inorganic silicon,hydroxyapatite were reviewed respectively .and the developingtrend of the silk fibroin composites was analysed.Key words silk fibroin,composite material,progress近年来，天然高分子和合成高分子材料的应用范围已逐渐发展到临床修复和组织工程支架中。
我国高分子化工材料的研究进展
我国高分子化工材料的研究进展【摘要】近些年来，中国在世界工业领域的地位越来越高，甚至被不少国家称之为“世界工厂”，由此促使了社会对工业技术的重视，也让更多的人开始重视高分子化工材料的研究和应用。
本文先分析了高分子化工材料的定义和特点，结合当前研究现状分析了未来发展进程，旨在为同行工作提供参考。
【关键词】高分子化工材料；智能材料；聚乙烯材料；规划高分子材料是当今社会经济发展的基础性产业，是推动国民经济稳步发展的助力产业，是国家科技引导型产业，也是国家战略产业。
就目前高分子材料的发展情况进行分析，其在社会各行业的应用范围更加广泛，不仅是传统石化产业的延伸和优化，还是电子信息、国防建设、新型能源、航空航天等领域的主要配套材料，是一种技术含量高、附加值大、新能源要求高的现代化产业体系。
在当今社会发展中，高分子材料的研究越来越深入，在优化传统工艺的同时需要对其可持续发展进行深入分析。
文章具体分析了高分子化工材料的研究现状和进展。
一、高分子材料概述在当今化工材料研究中，高分子材料的重视度越来越高，其不仅是发展速度最快的产业，也是产能转化率最高的产业。
在当前高分子材料研发的时候，其最早起步于工业制造和生产，随着城市化发展进程的加快，高分子化工材料逐渐被应用在计算机、医学和生物学等多个领域，这也促使了越来越多的人对其进行深入研究。
为了更好的保证高分子材料的研究科学性和有效性，提前对理念和特点进行分析十分必要。
1、高分子材料的概念高分子化工材料是一种由聚合物的许多基本单元构成的综合性结构，是一种具备良好耐磨性、强韧性、绝缘性和高密度的化工材料。
伴随科学技术的发展，高分子化学材料的研究逐渐朝着精密化、多元化和综合化发展，其中有不少材料都是由植物提取出来的天然物质。
在目前，常见的高分子材料主要包含了合成纤维、塑料、橡胶以及聚乙烯材料等。
2、高分子材料的特点高分子材料是一种多元化、多功能化的材料，其通常都是通过加强内需和生产技术来提高材料的生产和加工效率。
天然高分子材料杜仲胶的特性及研究进展
Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆｎａｔｕｒａｌｐｏｌｙｍｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓｏｎＥｕｃｏｍｍｉａｕｌｍｏｉｄｅｓ ｇｕｍ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓ
ＬＩＭｉｎｇｈｕａ１，ＬＩＵＬｉ２，ＬＡＮＴｉｎｇ１，ＷＡＮＧＢａｏｌｏｎｇ１，ＧＡＯＰｅｎｇ１，ＨＥＷｅｉ１
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈａｒｍａｃｙ，ＦｏｕｒｔｈＭｉｌｉｔａｒｙＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｏｒｔｈｏｄｏｎｔｉｃｓ，ＤｅｎｔａｌＨｏｓｐｉｔａｌ，ＦｏｕｒｔｈＭｉｌｉｔａｒｙＭｅｄｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００３２，Ｃｈｉｎａ）
１ 杜仲胶的结构特性
研究发现，杜仲胶与天然橡胶在化学组成上是 完全相同的，其 分 子 式 都 是 （Ｃ５Ｈ８）ｎ，但 是，杜 仲 胶 和天然橡胶在性能上却差别很大，例如，天然橡胶是 优良的高弹性体，在橡胶工业中应用广泛，而杜仲胶 则是一种硬质材料［１］，因而限制了其应用。究其原 因：杜仲胶与天然橡胶的化学组成虽然相同，但是其
分子链构型却并不一致，天然橡胶的构型是顺式聚 异戊二烯，也 就 是 在 每 个 链 单 元 上 的 两 个 次 甲 基 （—ＣＨ２—）都处在双键键轴方向的同侧，而杜仲胶 的构型则为反式聚异戊二烯，即每个链单元上的两 个次 甲 基 （—ＣＨ２—）都 处 在 双 键 键 轴 方 向 的 两 侧， 从结构的角度来讲，这两者互为异构体［４］。
Ｅ－ｍａｉｌ：７６１５０８３６＠ｑｑ．ｃｏｍ 通讯联系人：何炜，女，教授，从事化学制药学，新药研究与发现。电话：０２９－８４７７４４７０，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｉｈｅｃｈｅｍ＠ｆｍｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
第 ５期
天然高分子的研究与应用
天然高分子的研究与应用天然高分子是一类常见的高分子化合物，是从天然材料中提取的具有多个重复单元的大分子物质，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和人们对健康、环保的要求越来越高，天然高分子的研究与应用也日益受到关注。
一、天然高分子的分类和性质天然高分子主要由多糖、多酚、蛋白质等组成，可以从各种植物、动物、微生物中提取。
其中，多糖是天然高分子中重要的一类，它们具有多种生物活性，如免疫调节、降血糖、抗肿瘤等作用。
多糖从结构上分为线性和支化两种，可根据不同的来源和结构进一步细分为葡聚糖、赤藓糖、半乳糖、壳聚糖、海藻酸等。
多酚是一类具有多个羟基的大分子，也被称为多羟类物质，常见的有树胶、鞣质、腺苷酸等。
多酚具有很高的抗氧化、抗菌、抗炎、抗过敏、免疫调节等生物活性，因此在护肤品、保健品、医药等领域有广泛的应用。
蛋白质是一类由氨基酸通过肽键连接而成的大分子，包括动物源和植物源两种。
蛋白质具有多种生物活性，如免疫调节、抗肿瘤、抗氧化等，也是体内的重要营养物质。
蛋白质可以通过水解、脱酸等方法得到多肽、寡肽等小分子物质，这些小分子具有更好的溶解性、稳定性和活性，也是蛋白质在营养、医药等领域的重要来源之一。
二、天然高分子的研究进展1. 天然高分子的提取和纯化技术天然高分子的提取和纯化技术是天然高分子研究中的基础，直接影响着后续的性质分析和应用研究。
目前，常用的提取方法包括水提、酸提、碱提、酶解等，纯化则常采用色谱、电泳、过滤、透析等技术。
此外，还有凝胶、沉淀、气相色谱、液相色谱、超滤、逆渗透等方法可供选择。
2. 天然高分子的结构与性质研究天然高分子的结构与性质研究对于深入解析其生物活性和应用潜力具有重要意义。
近年来，借助于现代技术，如核磁共振、大分子动力学模拟、X射线衍射等，天然高分子的结构与性质研究日益深入。
研究表明，天然高分子的结构中不仅包含了影响其生物活性的基础单元和分支结构，还存在着不同空间排布的不规则结构，这些结构对于天然高分子的生物活性具有重要的影响。
天然高分子材料水凝胶的制备及其应用进展
天然高分子材料水凝胶的制备及其应用进展发布时间：2022-11-15T01:47:50.947Z 来源：《城镇建设》2022年第13期第6月作者：曾靖[导读] 近年水凝胶材料，由于其强亲水性和高保水能力，曾靖身份证号：36242619880624****摘要：近年水凝胶材料，由于其强亲水性和高保水能力，在农业领域得到了高度关注，而水凝胶材料中天然高分子水凝胶是最经济环保的一种，其由动植物及微生物产出然后进行提纯和发酵等简单步骤制得，且其还具有良好的降解性可以避免在土壤中长期残留，所以十分合适作为农用缓释剂载体。
智能响应水凝胶是在高分子水凝胶中加入智能响应基团或材料，使水凝胶在受到外部刺激后调控其物理结构和理化性质，从而达到智能响应的目的。
智能响应水凝胶不仅在农业上被用作农药缓释剂，还被用于肥料载体和土壤调节剂，由此可见，智能响应天然高分子水凝胶在农业领域拥有广阔的应用前景。
关键词：天然高分子材料；水凝胶制备；应用进展；引言从结构属性来看，水凝胶是一种三维网状聚合物材料，在水分的影响下，该材料能够溶胀处理大量的生物液体，保护聚合物链交联内的网状结构，为水凝胶处理的物体提供一个弹力作用。
水凝胶内的聚合物侧链骨架上连接了多种亲水基团，能够维持水凝胶的保水性能。
随着制备工艺不断发展，研制得到了可降解类型的水凝胶，并将其运用到了伤口辅料当中。
在处理伤口愈合过程中，水凝胶可吸附创面渗出物，帮助伤口上皮结构加速愈合，同时降低伤口的表面温度，控制伤口产生的收缩过程，并保持创面处于湿润的环境，加速创口表皮的胶原合成。
制备医学护理用可降解水凝胶伤口敷料成为了主要技术研究问题。
一、温度响应天然高分子水凝胶在现有的外界刺激源中，温度刺激源是相对来说较易把控的、安全性能良好的一种刺激源，因此在农药可控释放上有良好的应用前景。
温敏性天然高分子水凝胶在所受到温度调控后可以发生体积相转变，这时的温度称为体积相转变温度(VPTT)，还有一种温敏水凝胶是在受到温度调控后发生可逆相转变，当聚合物溶液在特定温度之上或之下进行亲水－疏水性性质转时，使热敏性聚合物发生相分离的这个温度就是最高临界溶液温度(UCST)或最低临界溶液温度(LCST)。
海藻酸钠复合水凝胶研究进展
海藻酸钠复合水凝胶研究进展一、本文概述海藻酸钠作为一种天然多糖类高分子化合物，因其良好的生物相容性、生物降解性以及优异的凝胶性能，在生物医学、药物递送、组织工程等领域受到广泛关注。
近年来，随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的研究取得了显著进展。
本文旨在综述海藻酸钠复合水凝胶的最新研究进展，包括其制备方法、性能优化、以及在各个领域的应用情况，以期为相关领域的研究人员提供有价值的参考和启示。
本文将首先介绍海藻酸钠的基本性质及其在复合水凝胶中的应用优势。
随后，将重点阐述海藻酸钠复合水凝胶的制备方法，包括物理交联、化学交联和生物酶法等，并分析各种方法的优缺点。
接着，将探讨海藻酸钠复合水凝胶的性能优化策略，如增强机械强度、调节降解速率、提高生物活性等。
还将详细介绍海藻酸钠复合水凝胶在药物递送、组织工程、生物传感器等领域的应用现状，并展望其未来的发展前景。
通过本文的综述，我们期望能够为海藻酸钠复合水凝胶的研究和应用提供更为全面和深入的理解，推动该领域的技术进步和创新发展。
二、海藻酸钠复合水凝胶的制备方法随着科学技术的不断发展，海藻酸钠复合水凝胶的制备方法日趋多样化，以满足不同领域的应用需求。
目前，主要的制备方法包括物理交联法、化学交联法以及辐射交联法等。
物理交联法主要利用海藻酸钠分子链间的相互作用，如离子键、氢键等，通过改变溶液的温度、pH值或添加盐类等物理手段，诱导海藻酸钠分子链发生交联，从而形成水凝胶。
这种方法操作简单，条件温和，但形成的凝胶强度相对较低，稳定性有待提高。
化学交联法则是通过引入化学交联剂，如戊二醛、丙烯酰胺等，与海藻酸钠分子链发生化学反应，形成共价键，从而增强凝胶的强度和稳定性。
这种方法制备的凝胶具有较高的机械强度和化学稳定性，但交联剂的引入可能会引入潜在的毒性或生物不相容性，因此在生物医学领域的应用受到限制。
辐射交联法利用高能辐射如紫外线、伽马射线等，引发海藻酸钠分子链发生断裂并重新组合，形成三维网状结构，从而制备出水凝胶。
木质素的提取方法及综合利用研究进展
近年来，许多科研人员致力于优化木质素的提取方法。其中，超声波辅助提取 和微波辅助提取因其高效、环保的特性而受到广泛。超声波的空化作用可以加 速木质素与溶剂的混合，从而提高提取效率。而微波则可以通过其热效应使木 质素更容易从木材中释放出来。
除了提取方法，木质素的纯化也是研究的重点。由于木质素在提取过程中常常 与其它物质如纤维素、半纤维素等混合在一பைடு நூலகம்，因此需要进一步纯化以获得高 纯度的木质素。目前，常用的纯化方法包括沉淀法、柱层析、膜分离等。
物理法是通过物理手段如高温、高压或超声波等将木质素从植物细胞壁中分离 出来。物理法的优点是条件温和、对环境友好且提取效率较高，但设备成本较 高。
3、综合利用
木质素的综合利用途径主要包括以下几个方面：
(1)医药领域：木质素具有抗炎、抗氧化、抗肿瘤等药理作用，可被用于制备 药物。例如，从松树皮中提取的木质素可以用于治疗慢性肾功能衰竭。
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在黑木耳多糖提取完成后，需要进行综合利用。黑木耳多糖具有广泛的生物活 性，可以应用于医药、保健品、化妆品等多个领域。例如，将黑木耳多糖添加 到药品中，可以用来治疗癌症、肝炎等疾病；将黑木耳多糖添加到保健品中， 可以增强人体免疫力、抗氧化能力；将黑木耳多糖添加到化妆品中，可以起到 保湿、抗衰老的作用。
在未来，随着科技的不断进步和研究深入，木质素的提取方法和综合利用将会 取得更大的突破。例如，可以利用人工智能和大数据技术对木质素的性质和功 能进行预测和分析，开发更加高效和环保的提取方法和综合利用技术。同时， 也可以探索木质素在其他领域的应用，如能源领域等。
5、结论
木质素的提取方法和综合利用研究在医药、农药、兽药、化妆品等领域具有广 泛的应用前景。然而仍存在一些挑战，例如不同来源木质素的结构差异和质量 不稳定等问题。为了推动木质素的应用研究和发展，需要进一步深入研究木质 素的性质和功能，开发高效的提取方法和综合利用技术。
高分子材料的研究进展及其应用
高分子材料的研究进展及其应用随着科技的不断发展，高分子材料作为重要材料之一，其应用范围也在不断扩大。
本文将介绍高分子材料的研究进展及其应用。
一、高分子材料的研究进展高分子材料是一类以高分子化合物为基础组成的材料，具有高分子化合物相对于其他材料所不具有的特性，如质轻、抗腐蚀、可塑性强等。
高分子材料的研究发展可以追溯到20世纪初，当时的研究主要集中在天然高分子材料，如木材、橡胶等。
直到1920年代，合成高分子材料被首次合成。
1940年代至1950年代，聚合物化学开始发展，加速了合成高分子材料的研究进展。
1970年代至1990年代是高分子材料的黄金时期，随着新技术的推出与应用，高分子材料的研究也发生了很大的变化。
例如，大分子量聚合物、特殊结构的高分子材料、新型共聚物、纳米材料等。
目前，高分子材料的研究涉及到诸多领域，尤其是新型高分子材料的研究发展日新月异，不断涌现出很多新的领域。
二、高分子材料的应用高分子材料应用领域之一：航空航天高分子材料应用于航空航天领域是高分子材料应用的重要领域之一。
在航天器制造中，高分子材料具有较好的轻量化、强度高和抗疲劳能力，如复合材料，以及在热隔离和外表面保护方面，如耐高温塑料与涂料，既可以满足航天器的要求，又可以减轻重量，提高航天器性能。
高分子材料应用领域之二：新材料高分子材料作为新材料应用领域的优势体现在自身的可塑性、强度和生物可降解性上。
其中，聚合物材料可用于制备高分子电解质、有机发光材料、阻燃材料、抗氧化材料等，广泛应用于各种电子元器件、光电子器件等。
高分子材料应用领域之三：汽车高分子材料在汽车制造领域的应用更是广泛，其中重要的材料之一就是聚碳酸酯。
聚碳酸酯具有较好的加工可塑性、高强度、硬度高、优异的防冲击性和制品外观等。
在汽车制造中，可用于制作车身外壳、车灯、挡板、仪表盘等永久性部件。
另外，在橡胶轮胎的制造中，二苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物和高分子树脂材料作为橡胶的增强剂和黏合剂，广泛应用于轮胎增强、耐磨损，提高轮胎的安全性和使用寿命。
高分子材料制备技术的研究进展
高分子材料制备技术的研究进展高分子材料是当今最广泛应用的材料之一，其应用领域涵盖了汽车、电子、建筑等多个领域。
高分子材料在这些领域的应用也越来越复杂和高级，其制备技术也经过了多年的发展和改进。
在这篇文章中，我们将讨论高分子材料制备技术的研究进展。
一、化学合成法化学合成法是高分子材料制备技术中最常见和成熟的方法之一。
它通过有机合成反应来形成高分子材料的分子结构。
常见的化学合成法包括自由基聚合、离子聚合、羧酸聚合等。
离子聚合法是一种通过正离子或负离子聚合形成高分子材料的化学合成方法。
这种方法具有高反应速度和高聚合度的优点，且可控性好，但是对于一些化学反应条件比较苛刻的高分子材料，使用离子聚合法并不合适。
自由基聚合法是一种以自由基聚合形式合成高分子材料的方法。
在这种方式下，通过自由基与单体交互形成的高分子材料具有极高的纯度和均匀性。
自由基聚合法广泛用于制备乙烯基聚合物和丙烯酸聚合物等高分子材料。
羧酸聚合法是一种以羧酸为原料、通过聚合反应形成高分子材料的方法。
这种方法不仅可以制备各种结构复杂的高分子材料，还可以生产具有优越性能的高分子。
羧酸聚合法对反应条件的控制要求相对较高，但是其适用范围更广。
二、物理制备法物理制备法是高分子材料制备技术中比较成熟和常见的方法之一。
它通过改变高分子材料的分子状态来达到所需的性能和结构。
常见的物理制备法包括拉伸法、摩擦磨损法、超声波处理法等。
拉伸法是一种通过将高分子材料放在拉伸台上，进行拉伸处理以改变高分子材料的结构和性能的方法。
拉伸法能够大幅改变高分子材料的物理性质，但要求操作技巧高超且各种物质的选择也影响着该方法的适用范围。
摩擦磨损法是一种利用摩擦磨损的力量来形成高分子材料分子结构的方法。
这种方法具有较高的准确性和可操作性，且改善和优化高分子材料的性能和结构非常有效。
超声波处理法是一种利用超声波来改变高分子材料结构和性质的方法。
它具有较高的温和性和准确性特点，不会破坏高分子的分子结构，而且能够快速加工多种高分子材料。
高分子材料的应用与研究进展
高分子材料的应用与研究进展高分子材料是当今世界上最重要的材料之一，广泛应用于日常生活、医学、电子、能源、航空航天、环保等众多领域。
随着人们对高科技产品要求的不断提高，对高分子材料的性能和稳定性也提出了更高的要求，这将促进高分子材料行业的不断发展和进步。
一、高分子材料的种类高分子材料可以分为两大类：化学合成高分子和天然高分子。
其中，化学合成高分子包括塑料、橡胶、纤维素等，天然高分子包括植物、动物胶、天然橡胶等。
1. 塑料塑料是一种聚合物材料，具有轻质、韧性、耐化学品等优良性能。
它有很多种类，如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯等，广泛应用于包装、建筑、家电等领域。
2. 橡胶橡胶是一种高分子弹性材料，具有韧性、耐磨损、防腐蚀等特点。
它有很多种类，如天然橡胶、合成橡胶等，广泛应用于汽车、轮胎、电缆等领域。
3. 纤维素纤维素是一种由葡萄糖分子构成的纤维素质聚合物，具有高强度、透气性等特点。
它有很多种类，如纸张、纺织品等，广泛应用于纸张、纺织等领域。
二、高分子材料的应用高分子材料具有很多应用领域，以下列举其中部分。
1. 医学领域高分子材料在医学领域的应用越来越广泛，如人造器官、生物材料、医用注射器等。
2. 电子领域高分子材料在电子领域中也有广泛的应用，如晶体管、电容器、液晶显示器等。
3. 航空航天领域高分子材料在航空航天领域中的应用也非常广泛，如轻质材料、保温材料等。
4. 环保领域高分子材料在环保领域中也有应用，如可降解材料、再生材料等。
三、高分子材料的研究进展高分子材料的研究进展是促进该行业发展的重要因素。
以下列举其中部分。
1. 结构设计高分子材料的结构设计是提高性能的重要手段。
目前，研究人员致力于通过结构设计改进高分子材料的性能和耐久性。
2. 分子合成发展新的高性能高分子材料需要具有可控的合成方法。
目前，研究人员致力于开发新的分子合成方法，以提高高分子材料的性能和耐久性。
3. 分子模拟分子模拟是一种通过计算机模拟高分子材料的性质和行为的方法。
天然高分子静电纺纳米纤维的研究进展
大学眼科教授 Ｍ ｅ ｙ ｅ ｒ 等首先从牛眼玻璃体中分离出
该物质 。透明质酸 以其独特 的分子结构和理化性质 在机 体 内显 示 出多 种重 要 的生 理功 能 ，如润 滑关
节 ，调节血管壁的通透 陛，调节蛋 白质 ，促进创伤
愈合等 ，其具有特殊 的保水 作用 ，可 以改善皮肤营
养代谢 。因此 ，透 明质酸 在化妆 品 、医药 、眼科 、 整形领 域具有 很大的应用潜力。
可 以大大降低纺丝液的表面张力及黏度 ，从而使纤 维 素 溶 液 的 静 电纺 丝 喷 射 流 趋 于 稳 定 、连 续 。
Ｄ Ｍ Ｓ Ｏ的加入 在一 定程度 上改 善了链 的运动能 力 ， 从而在 电场力作用下能得到稳定 、连续的喷射流 。
中甘油的高沸 点及其 与海
泛应用于生物 医药 、污水处理 等领 域 ，有 良好 的应 用前景 。
纺工艺参数的调节制备不 同直径 、不 同组成的透明 质酸， 壳聚糖纤维膜 。 ｘ ｕ等 ［ ９ １ 研 究了透明质酸纳米纤维材料的生物 物理性能 ，通过细胞培 养试验发现 ：３ Ｔ ６ 细胞 在玻
璃 基底和质 量 比为 １ ０ ０ ／ ８ ０的明胶／ 透 明质酸纤维基
增大了共混溶液的法 向应力 。同样可 以通过各种 电
纤维素是地球上最大的一类天然高分子 ，原 料易得 ，价格低廉 。由于纤维素 的亲水 性 、可降解
性及生物兼容 ｌ 生，各种纤维素类医用材料 陆续被开 发 和利用 ，如 医用缝 合线 、医用敷料 等。同时 ，纤 维素比起其他 的天然 高分子具有更为优 良的力学和 热 学性 能 ，凶而在实 际应 用中有更好 的稳定 性。以 静 电纺 丝方式制备 的纤维素 纳米 纤维非织造 布可 广
在 明胶／ 透 明质酸 纳米 纤维基 底上 ，细胞 以少 量的
木质素的结构及其化学改性进展
木质素的结构及其化学改性进展木质素是一种天然高分子化合物，在植物细胞壁和木材中扮演着重要的角色。
近年来，随着对木质素研究的深入，其化学改性方法及其应用前景受到了广泛。
本文将介绍木质素的基本结构、化学改性方法及其应用前景。
引出段：木质素是一种复杂的天然高分子化合物，在植物界中广泛存在。
近年来，研究者们致力于探索木质素的化学改性方法，以拓展其在工业、医药和材料等领域的应用。
那么，木质素的结构和化学改性进展究竟如何呢？木质素结构介绍：木质素是由苯丙素氧化聚合而成的天然高分子化合物，主要包括愈创木酚、紫丁香酚和儿茶酚等结构单元。
这些单元通过碳碳键和氧键连接在一起，形成具有复杂三维结构的高分子聚合物。
木质素的结构特征使其具有优异的物理性能和化学稳定性。
木质素化学改性进展：随着科技的不断发展，越来越多的化学改性方法被应用到木质素上，旨在提高其功能性和应用范围。
常见的木质素化学改性方法包括氧化、还原、磺化、甲基化、乙酰化和接枝共聚等。
这些方法均可改善木质素的溶解性、反应活性、耐候性和机械性能。
然而，每种化学改性方法都有其优缺点。
例如，氧化改性可以提高木质素的反应活性，但可能会导致其降解。
甲基化和乙酰化改性则能够改善木质素的溶解性和稳定性，但会降低其反应活性。
因此，针对不同的应用领域，需要选择合适的化学改性方法和改性程度。
应用前景：经过化学改性后的木质素在工业、医药和材料等领域具有广泛的应用前景。
在工业领域，改性木质素可以用于制造胶水、涂料和塑料等产品，替代传统的化石燃料原料。
在医药领域，木质素可以用于药物载体和生物材料的制备。
在材料领域，木质素可以用于生产可降解塑料、生物复合材料和功能材料等。
由于木质素具有出色的生物相容性和生物活性，其还可应用于生物医学领域，如药物递送、组织工程和生物传感器等。
通过化学改性，可以进一步改善木质素的生物相容性和生物活性，为其在生物医学领域的应用提供更多可能性。
木质素作为一种重要的天然高分子化合物，其结构和化学改性进展受到了广泛。
天然生物医用高分子材料的研究进展
天然生物医用高分子材料的研究进展一、本文概述Overview of this article随着科学技术的快速发展，生物医用高分子材料作为一种重要的生物材料，其在医疗领域的应用越来越广泛。
这些材料以其独特的生物相容性、可降解性和良好的机械性能等特点，被广泛应用于药物载体、组织工程、生物传感器、医疗器械等多个方面。
本文旨在全面综述天然生物医用高分子材料的研究进展，包括其来源、性质、制备方法、应用领域以及面临的挑战和未来的发展趋势。
With the rapid development of science and technology, biomedical polymer materials, as an important type of biomaterial, are increasingly widely used in the medical field. These materials are widely used in drug carriers, tissue engineering, biosensors, medical devices, and other fields due to their unique biocompatibility, biodegradability, and good mechanical properties. This article aims to comprehensively review the research progress of natural biomedical polymer materials, including their sources, properties, preparationmethods, application fields, challenges and future development trends.我们将首先介绍天然生物医用高分子材料的来源和分类，包括天然多糖、天然蛋白质、天然橡胶等。
木质素的分离提取应用研究进展
木质素的分离提取应用研究进展一、概述作为植物细胞壁的主要组成成分之一，是一种复杂的芳香族高分子聚合物。
其在植物细胞壁中起到强化细胞壁结构、提供机械支撑以及参与植物防御反应的作用。
随着科技的进步和研究的深入，木质素的应用领域正逐渐拓宽，其在工业、农业、医药等多个领域展现出巨大的潜力。
木质素的分离提取技术取得了显著进展。
传统的木质素提取方法主要依赖于化学溶剂，如硫酸、氢氧化钠等，这些方法不仅操作复杂，而且对环境影响较大。
随着环保意识的增强和绿色化学的发展，研究者们开始探索更为环保、高效的木质素提取方法，如酶法、超声波辅助提取、微波辅助提取等。
这些方法不仅提高了木质素的提取效率，还降低了对环境的污染。
在应用领域方面，木质素的应用范围正在不断扩展。
在造纸工业中，木质素被用作纸张的增强剂，提高纸张的强度和耐久性。
在生物燃料领域，木质素可作为生物柴油的原料，通过酯化反应转化为生物柴油，为可持续能源的发展提供了新的途径。
木质素在医药、化妆品、食品等领域也有广泛的应用前景，如作为药物的载体、化妆品的增稠剂、食品的抗氧化剂等。
木质素的分离提取及应用研究正处于快速发展阶段，其在多个领域的应用潜力正在被不断挖掘。
随着科技的进步和研究的深入，木质素的应用前景将更加广阔。
1. 简述木质素的基本性质及其在自然界中的分布。
《木质素的分离提取应用研究进展》之“木质素的基本性质及其在自然界中的分布简述”段落内容木质素是一种天然高分子有机化合物，广泛存在于植物细胞壁中，特别是在木材和植物纤维部分。
其基本性质包括其复杂的化学结构、良好的生物可降解性和作为天然高分子聚合物的独特物理特性。
它是一种芳香族高分子化合物，主要由苯丙烷单元组成，并且呈现出显著的立体化学异质性。
在自然界中，木质素的分布非常广泛。
主要存在于植物的细胞壁中，尤其是硬木和软木的木质部分。
草本植物、草本植物纤维以及某些农业废弃物中也含有丰富木质素。
随着植物的生长和发育，木质素在细胞壁中形成并累积，为植物提供结构支持和保护。
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此外,Martins 等最近报道了有关木质素单分子膜对溶于水中 的金属离子,如Pb2 + 、Cu2 + 、Cd2 +的敏感性研究。他们发现这种 单分子膜对游离金属离子非常敏感,可以作为高特异性识别重金属离子 感应器。
重金属离子感应器
淀粉材料
淀粉由α-(1 →4) 2链接的D-葡萄糖组成,主要存在于植物根、 茎、种子中。淀粉基生物可降解材料具有良好的生物降解性和可加工 性,已成为材料领域的一个研究热点。全淀粉塑料是指加入极少量的增 塑剂等助剂使淀粉分子无序化,形成具有热塑性的淀粉树脂,这种塑料 由于能完全生物降解,因此是最有发展前途的淀粉塑料。
木质素材料
木质素是具有更为复杂结构的天然高分子,它含芳香基、酚羟 基、醇羟基、羧基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团,可以进 行多种类型的化学反应。它主要用于合成聚氨酯、聚酰亚胺、聚 酯等高分子材料或者作为增强剂。接枝共聚是其化学改性的重要 方法,它能够赋予木质素更高的性能和功能。 木质素的接枝共聚通常采用化学反应、辐射引发和酶促反应三 种方式,前两者可以应用于反应挤出工艺及原位反应增容。 于九皋等指出木质素中的羧基、酚羟基和醇羟基可以与异氰酸 酯进行反应制备聚氨酯材料,木质素充当交联剂及硬链段的双重作 用,加入部分木质素可以使材料的力学性能明显提高。 实验室用21.8 %的硝化木质素与蓖麻油基聚氨酯预聚物反应制 备出力学性能优良的材料。该复合材料形成接枝型互穿聚合物网 络( IPN) 结构,它以硝化木质素为中心连接多个聚氨酯网络而形成 一种星型网络结构,由此得到的IPN 材料的抗张强度和断裂伸长率 都比原聚氨酯提高一倍以上。
全降解膜料
全降解塑料袋
全降解一次性餐盒
日本住友商事公司、美国Warner lambert 公司以及意大利 Ferruzzi 公司等研制出淀粉质量分数为90 %～100 %的全淀粉塑 料,产品能在一年内完全生物降解,可用于制造各种容器、薄膜和垃 圾袋等。淀粉材料的改性主要集中在接枝、与其它天然高分子或 合成高分子共混以及用无机或有机纳米粒子复合制备完全生物可 降解材料、超吸水材料、血液相容性材料等。 最近,余龙等综述了可再生资源在聚合物共混方面的研究进展以 及这类材料的一系列应用前景。其中,将淀粉及其衍生物与聚乳酸 (PLA) 、聚羟基丁酸酯(PHB) 等共混制备性能优良、可生物降解的 复合材料。例如,以甲基二异氰酸酯(MDI) 为增容剂,将不同含量 PLA（聚乳酸）、小麦淀粉以及MDI （4,4'二苯基甲烷二异氰酸酯）在 180 ℃下混合反应,然后在175 ℃下热压成型。当淀粉含量为45 %(质量百分数) 时得到拉伸强度为68 MPa ,断裂伸长率为511 %的 复合材料。用蒙脱土(MMT) 增强甘油增塑的热塑性淀粉塑料,得到 拉伸强度和模量分别为27MPa 和207MPa 的复合材料。
目录
天然高分子材料应用前景 纤维素材料 木质素材料 淀粉材料 甲壳素材料 其它多糖材料 蛋白质材料 天然橡胶材料 天然高分子材料的优点和用途的概括
天然高分子材料应用前景
天然高分子材料科学是高分子科学、农林学、 生命科学和材料科学的交叉学科和前沿领域,世界 各国正加大对其研究的支持力度。 美国能源部(DOE) 预计到2020 年,来自植物 可再生资源的基本化学结构材料要增加到10 % , 而到2050 年要达到50 %。因此,天然高分子领域 的研究及应用开发正在迅速发展,而且它们也必将 带动纳米技术、生物催化剂、生物大分子自组装、 绿色化学、生物可降解材料、医药材料的发展,并 提供新的商机。
天然高分子的研究进展
主讲 翁正阳 主编 张子慧 编委 （排名不分先后）
洪 城 何 敏 吴金元 相立辉 刘 旭 李志强
版权所有，翻版必究！
序
“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。众所周知,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。同时,合成高分子材料很难生物 降解,造成的环境污染日益严重。可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。而且,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。 尤其,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 ,因此它们很可能在将来替代 合成塑料成为主要化工产品。由此,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。本文主 要综述纤维素、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的研究进展,并探讨它们的应用前景。
图1 示出这种再生纤维素丝在不同拉伸取向下测得的X射线小角散射图像。
它具有均一、平滑的表面和圆形截面,以及优良的力学 性能,染色性高于粘胶丝,而且含硫量为0。这是一种价廉、 无污染的绿色技术,明显优于粘胶法。同时,在该溶剂体系 中已制备出多种纤维素功能材料,包括纤维素-壳聚糖共混 吸附材料 ,纤维素-蛋白质共混生物相容材料以及凝胶膜
总之，开发和利用天然高分子材料势在必行，而且刻不容缓，它符合可 持续发展计划，并且对提高资源利用率以及减少环境污染都有着重要的现实 意义。
纤维素材料
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β-(1 →4)-链接的D-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。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。 最近开发的纤维素溶剂主要有N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)、氯 化锂/二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)、1-丁基-3-甲基咪唑氯代([BMIM]Cl) 和1-烯丙基-3-甲基咪唑氯代([AMIM]Cl)离子液体等。纤维素在加热条 件下溶于NMMO(4-甲基吗啉-N-氧化物,分子式：C5H11NO2 )，用它纺的 丝称为Lyocell(天丝)，其性能优良。纤维素在各种溶剂体系的溶解过 程和溶解机理以及再生纤维素丝、膜材料等已有不少报道。 Heinze等和Klemm等分别综述了纤维素在不同溶剂中的非传统 合成方法，并提出了纤维素醚合成的“相分离”机理。
细菌纤维非常纤细——一根典型的细菌纤维线宽仅有0.1μm,而针叶木 浆纤维的宽度至少有30μm,即使棉花纤维的宽度也约为15μm; 比表面积越大——具有比针叶木浆大200倍非常低浓度的细菌纤维,就可以很 容易地粘结无机或有机粒子以及纤维; 高结晶度和高化学纯度——细菌纤维不含半纤维素、木素和其他细胞 壁成分,是100%的纤维素; 成膜性能良好——干燥时,细菌纤维结合到纸页表面或成膜,细菌纤维 素膜的抗撕能力比聚乙烯膜和聚氯乙烯膜要强5倍; 高抗张强度和弹性模量——经洗涤、干燥后,杨氏模数可达10MP,经热 压处理后,其杨氏模数可达30MP,比有机合成纤维的强度高4倍; 极强的水结合性——其内部有很多“孔道”,有良好的透气、透水性能, 能吸收60～700倍于其干重的水份,即有非凡的持水性,同时具有高湿 强度; 良好的生物适应性和生物可降解性——作为烧伤病人和慢性皮肤溃烂 患者的生物敷料,具有良好的生物适应性,而且具有生物合成时性能的 可调控性。最近,Czaja 等综述了细菌纤维素在生物医学上的应用。他 们指出,细菌纤维素的独特纳米结构和性能使其在造纸、电子学、声学 以及生物医学等多个领域具有广泛的应用潜力,尤其是作为组织工程材 料用来护理创伤和替代病变器官。细菌纤维素薄膜已被用作皮肤伤口 敷料以及微小血管替代物。
图二 显示出由两种细菌合成的纤维素丝的扫描电子显微镜(SEM) 照片
Kuga 等用硫酸水解细菌纤维素,得到了棒状的纤维素 微晶悬浮液。脱盐后,该悬浮液会自发的进行向列型相分 离,且持续1 周。若向其中加入示踪的电解质溶液(1mmol NaCl) 则会导致相分离行为变化,即从各向异性转变成手性 的向列型液晶。
随着纳米技术的发展,出现了纤维素纳米材料,如纳米纤维、 纳米膜等。Ichinose 等用Ti (OnBn ) 4(Ti(OCH2CH2CH2CH3)4 .钛酸正丁 酯 )的甲苯-乙醇(1∶1 体积比) 溶液处理滤纸制备出二氧化钛纳米 凝胶,并用它涂覆纤维素得到纳米纤维。它是很有前途的生物功能 材料,可用于蛋白质固定化、生物大分子的分离和提取技术以及生 物防御系统。 许多天然高分子本身含有较高的结晶区,如纤维素、淀粉、甲 壳素等,可以通过盐酸或硫酸降解得到不同形状的纳米级微晶或者 晶须。将亚麻纤维用硫酸降解后得到亚麻纤维晶须,并用其增强水 性聚氨酯。这种纳米复合材料的杨氏模量和拉伸强度均明显提高。 实验室将棉短绒经硫酸降解制备出纤维素纳米晶须,并用它作 为增强剂与大豆分离蛋白质(SPI) 共混制备出环境友好热塑性蛋白 质复合材料。 结果揭示,晶须之间以及晶须和SPI 基质之间存在着较强的氢 键作用力,导致SPI-纤维素晶须复合材料的耐水性、力学强度和弹 性模量明显增强。此外,利用具有微孔结构的再生纤维素膜为模 板,FeCl3为前驱体成功制备出纤维素-氧化铁纳米复合物。其中直 径为24nm、厚度为215～315nm 的盘状氧化铁纳米颗粒均匀排列 在纤维素基体中,形成多层结构的各向异性的磁性膜。近30 年,细 菌纤维素已日益引人注目,因为它比由植物得到的纤维素具有更高 的分子量、结晶度、纤维簇和纤维素含量。
Klemm 等指出,纤维素分子链上引入亲水和疏水基后,可分别 变为水溶性衍生物或高分子表面活性剂。 江明等利用羟乙基纤维素(HEC) 与聚丙烯酸接枝聚合制备出 接枝共聚(HEC-g-PAA) ,该衍生物具有pH 依赖和敏感特性,能在水 中通过自组装形成胶束。该胶束随着环境的pH 变化,其形貌和功能 也发生变化。 黄勇等利用可聚合单体作为溶剂对纤维素衍生物胆甾型液晶相 溶液中织构形成过程和结构进行研究。他们发现胆甾相结构中的 螺距、分子链间距及胆甾相的光学性能与浓度的变化规律和定量 关系式,并保持原胆甾相结构和性能的复合物膜。 实验室开发了新一类溶剂(NaOH-尿素、NaOH-硫脲、LiOH尿素水溶液体系) ,它们在低温下能迅速溶解纤维素(重均分子量低 于112 ×105 ) 得到透明的溶液。由此提出了高分子溶解的低温新 效应,即低温下通过氢键或静电力驱动使大分子与溶剂小分子迅速 自组装形成包合物,导致纤维素溶解。 利用这些新溶剂体系通过中试设备已成功纺丝,得到了性能优 良的新型再生纤维素丝。