纤维基材料_生物质材料及应用..共222页

纤维素生物功能材料的种类及应用

总第１５卷１６９期２０１３年９月
大众科技
ＰｏｐｕｌａｒＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＶＯ１．１５Ｎｏ．９
Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２０１３
纤维素生物功能材料的种类及应用
反应及接枝共聚反应等。
研究开发吸油材料逐渐成为人们关注的焦点。
（３）吸附重金属材料
一
些工厂与矿厂加工生产的过程中，排出的废水中常含
纤维素的化学方法是其改性与制成功能材料的重要方法，类似于有机化学与高分子材料化学的反应方法，而其多糖反应过程又具有独特之处。
一
种取之不尽、用之不竭的可再生资源。同时，纤维素还具以及价格低廉等优点，使其成为２１世纪能源与材料研究中最
并且具有较高纯度，较高结晶度，及不含有木质素等杂质的
优点。
有无毒、无害、无污染、易于改性、相容性好、可生物降解为热门的领域之一，受到人们的青睐 ’ 。其研究对于绿色化学及人类的可持续发展具有非常重大的意义。
料的大分子中。当前随着工业发展的同时，江河湖海水资源污染的问题日益严重，特别是油类污染成为水污染的重要因素。因此，
氧化还原剂及离子交换剂等，也可用作废水的处理，从其中回收贵重金属。
３．２化学方法
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅｉｓｔｈｅｍｏｓｔａｂｕｎｄａｎｔｒｅｎｅｗａｂｌｅｒｅｓｏｕｒｃｅｉｎｎａｔｕｒｅ，ｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙｉｆｅｌｄｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎａｎｄｌｉｆｅ．Ｉｎｔｈｅａｒｔｉｃｌｅ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，ｓｏｕｒｃｅｓｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｓｉｍｐｌｙｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｆｕｎｃｄｏｎｌａｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｔｙｐｅｓｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｔｅｉａｒｌｓ，ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｆｕｎｃｉｔｏｎｍａｔｅｉｒｌｓａ，ａｎｄｉｔｓａｐｐｉｌｃａｔｉｏｎｓｉｎａｌｌｗａｌｋｓｏｆｉｌｅｆｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｅｍｐｈａｉｔｃｌｌａｙ．Ｓｏｉｔｓｈｏｗｅｄｈｅｔｂｒｏａｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｓ＂ｄｃｅｌｌｕｌｏｓｅ；ｕｎｆｃｉｔｏｎｌａｍａｔｅｉｒａｌｓ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｕｎｆｃｔｉｏｎａｌｍａｔｅｉｒａｌｓ；ｔｙｐｅｓ；ａｐｐｉｌｃａｔｉｏｎｓ

纤维基材料_生物质材料及应用..

ZHE JIANG A & F UNIVERSITY
ZAFU 与纤维素有关的几个概念
1、综纤维素：指植物纤维原料中的全部碳水化合物，即纤维素与半纤维素之和。故又称全纤维素（Holocellulose）制样步骤：取样原料粉碎 40目-60目之间的试样有机溶剂抽提无酯试料除木素各种方法制纤维素

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二、纤维素大分子的构象
构型：指分子中的基团或原子团化学键所固定的空间几何排列，这种排列是稳定的，要改变构型必须经过化学键的断裂。构象：一定构型的任何分子，在其键允许的范围内，原子或原子团旋转或相互扭转时，能以不同的空间排布存在，这种空间排布称为构象。可以理解为由于各基团围绕单键内旋转而形成聚合物链的不同形态。
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目前工业上获得纤维素的原料主要是棉花和纸浆。将棉花经过稀碱的蒸煮处理，可以使其纤维素含量在95%以上。造纸过程就是结合机械方法、化学方法或者两者结合的方法，尽量除去木材中的木质素，再经漂白获得纸浆，最后将悬浮在水中的纸浆经过各种加工结合成合乎各种要求的纸页。造纸用纸浆的主要成分是纤维素和半纤维素，也被称之为综纤维素。

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纤维素大分子中，影响最大的为伯羟基。根据C6-O6键在空间围绕着C5-C6键旋转时，它与C5-O5、C5-C4键的立体关系可以形成三种构象： gt,gg,tg. 其中，g代表旁式，t代表反式。天然纤维素中，所有的-CH2OH都具有gt构象。再生纤维素是tg构象

纤维基材料-生物质材料及应用..上课讲义

ZAFU
纤维基材料-生物质材料及应用..
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– 纤维素在纺织工业、造纸工业、木材工业等领域有着多种重要的用途。
➢ “纤维素”一词在不同领域使用时，其意义不同。
➢学术上的纤维素：特指常温下不溶于水、稀酸、稀碱的D－葡糖糖基以1,4－苷键连接而成的线型高分子聚合物。
➢工业上的纤维素：指植物原料经过特定的纤维化工程所得到的剩余物，即纸浆，其中含有一些半纤维素和木素。
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纤维原料不同，纤维素含量也不同，如表所示：
植物种类
棉花苧麻竹木材树皮禾秆苔藓
纤维素含量(%)
95-99 80-90 40-50 40-50 20-30 40-50 25-30
高度降解的纤维素及半纤维素高度降解的半纤维素
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➢说明：
➢ 习惯上将β-与γ-纤维素之和称为工业半纤维素，以与天然半纤维素区别。 ➢工业半纤维素包括：漂白浆中残留的天然半纤维素和制浆过程中纤维素的降解产物。 ➢化学浆中的α-纤维素含量对纤维素衍生物和纸的改性处理等生产过程及产品质量影响很大。
CH O H C OH
HO C H
H C OH H C OH
C H 2O H
D-葡萄糖直链式结构
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D-葡萄糖在水溶液中存在开链式和氧环式的动态平衡
CHO
CH2OH
O
H C OH
HO C H

第二章纤维素基材料

并相互交织形成发达的超精细网络结构；
③弹性模量为一般植物纤维的数倍至十倍以上，抗张强度高； ④具有很强的持水能力； ⑤具有较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性； ⑥细菌纤维素生物合成时的可调控性。
第9页，共86页。
2.2 纤维素的结构与性质
（1）纤维素的化学结构
➢ 纤维素是由纤维素二糖（D-吡喃式葡萄糖）重复单元通过β-1,4-D糖苷键连接而成的线性高分子聚合物。
醇羟基，可以进行一系列的涉及到羟基的反应，包括酯化反应、醚化反应、置换反应和氧化反应。 ➢ 取决于两个因素：纤维素葡萄糖基环上游离羟基的反应活性；反应物
到达纤维素分子上羟基的可及度，即反应物接近羟基的难Байду номын сангаас程度。
第23页，共86页。
2.3 纤维素化学
（2）纤维素的可及度
➢ 纤维素的可及度是指反应试剂抵达纤维素羟基的难易程度，是纤维素化学反应的一个重要因素。
➢ 纤维素的可及度不仅受纤维素物理结构的真实状态（纤维素结晶区与无定形区的比例）所制约，而且也取决于试剂分子的性质、大小以及空间位阻作用。
反应。
部分纤维素和纤维素衍生物的Mw和DP范围
原料
Mw ×10-4
DP
天然纤维素
60~150
3500~10000
棉短绒化学品
8~50
500~3000
木浆
8~34
500~2100
细菌纤维素
30~120
2000~8000
人造丝
5.7~7.3
350~450
玻璃纸
4.5~5.7
280~350
商业纤维素硝酸酯
➢ 2011年，武汉大学张俐娜教授发明低温溶解方法，即7%NaOH和12%

生物基材料及应用-pdf

生物基材料化学
总学时：36（理论24+实验12）
要求：专业必修课，理论考试，实验考查
课程任务：初步掌握纤维素基材料、淀粉基材料、甲壳
素基材料、蛋白质基材料、其它多糖类材料、木质素和作物秸秆的一些知识。重点掌握生物质功能材料的性能、制备及应用方面的知识，学会学科交叉方面的知识，为以后学科交叉研究打好基础。
1.2.1 生物质材料
定义：由动物、植
物及微生物等生命体衍生得到的材料，主要是有机高分子物质组成，在化学成分上主要由C、 H、O三种元素组成。
生物材料
生
态
材料
生物体材料
生生物物质基材高料分
子
天然高分子
特点：可再生、可生物降解
材料
1.2.2 生物质材料的分类
（1）来源分类
生物质材料加工
生物质材料机械加工是生物质原料高效利用最基本、最直接的手段，它不仅可以为人民群众的日常生产和生活提供服务，而且可以通过技术转化，推动社会进步，促进社会发展。
研究生物质材料高效加工利用的新技术、新工艺、新设备，研究生物质材料干燥理论与干燥技术。通过生物质材料结构强度、尺寸稳定性、生物材料表面装饰原理与技术的研究，为工业生产提供基本理论和基本数据。
可再生，未来支撑人类的可持续发展重要材料资源。
功能基的存在，能对其改性与利用。水分对性能影响明显。多组分伴生。结构和性能变异大。
1.2.4 生物质材料的应用
美国：计划2030年占现有美国化学用品总量的25% 日本：碳素量换算为废弃物类生物质80%以上，未利用生物质25%以上
中国：贯彻能源发展战略，大力开发生物质材料
CO2、CH4、NOX等的过排，导致地球表面和低层大气温度升高，全球变暖，造成温室效应。进一步导致冰川融化，海平

生物质基材料的功能性设计与应用

生物质基材料的功能性设计与应用在当今社会，随着对可持续发展和环境保护的日益重视，生物质基材料因其独特的优势和巨大的应用潜力，成为了材料领域的研究热点。

生物质基材料是指来源于生物质（如植物、动物、微生物等）的有机材料，它们具有可再生、可生物降解、环境友好等特点。

通过巧妙的功能性设计，这些材料在众多领域都展现出了广泛的应用前景。

生物质基材料的种类繁多，包括纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、壳聚糖等。

其中，纤维素是地球上最丰富的有机聚合物之一，具有良好的机械性能和化学稳定性；木质素则是植物细胞壁的重要组成部分，具有优异的耐热性和抗氧化性；淀粉是一种常见的多糖，具有良好的生物相容性和可加工性；蛋白质如大豆蛋白、胶原蛋白等，具有独特的分子结构和功能特性；壳聚糖是由甲壳素脱乙酰化得到的产物，具有良好的抗菌性和生物活性。

功能性设计是赋予生物质基材料优异性能和广泛应用的关键。

在设计过程中，需要充分考虑材料的结构与性能之间的关系，以及应用需求对材料性能的要求。

例如，通过对纤维素进行化学改性，可以引入特定的官能团，从而改变其亲水性、疏水性、带电性等性质，使其适用于不同的应用场景。

在纤维素表面接枝亲水性的聚合物链，可以提高其在水中的分散性，用于制备高性能的水凝胶；而接枝疏水性的基团，则可以使其具有良好的防水性能，应用于防水涂层的制备。

木质素的功能性设计则主要集中在对其芳香环结构的修饰和利用上。

通过氧化、磺化、胺化等反应，可以改变木质素的溶解性、反应活性和功能性。

例如，磺化木质素可以作为一种高效的分散剂，用于染料、颜料等的分散；胺化木质素则可以用于吸附重金属离子，在废水处理中发挥重要作用。

淀粉的功能性设计通常包括对其分子链的长度和分支度的控制，以及对其结晶结构的改变。

通过酶解或化学降解等方法，可以将淀粉分子链剪切成不同长度的片段，从而调节其黏度、凝胶化温度等性能。

此外，利用物理或化学方法改变淀粉的结晶结构，可以显著影响其热稳定性和机械性能，为其在食品、包装等领域的应用提供更多可能。

新纤维材料与应用PPT课件

复合纤维的品种很多，有并列型、皮芯型、海岛型、裂离型和共混型等。
化学纤维Байду номын сангаас本概念
图复合纤维的几种主要型式 (a)、（b)并列型；（c)、（d）皮芯型；（e）海岛型；（f）（g）裂离型；(h) 共混型
化学纤维基本概念
化学纤维基本概念
• 共混纤维：Blended spun fiber， Blended fiber 由两种或两种以上不同的聚合物混合后纺制成的化学纤维。
例题： • 一根450米长的纤维重0.1克，将其进行拉伸得知断裂强力为0.098N，求该纤维线密度(分别以特和旦表示)及相对强度(以N/tex和 cN/dtex表示)。
化学纤维的品质指标
二、拉伸性能 1. 断裂强力(绝对强力)和断裂强度（1）断裂强力
• 定义：纤维纤维拉伸至断裂时所能承受的最大负荷称断裂强力，也称绝对强力或断裂负荷。
再生纤维素纤维粘胶纤维、铜氨纤维新溶剂纤维素纤维
纤维素酯纤维：二醋酯纤维、三醋酯纤维、纤维素硝酸酯纤维其它：甲壳质纤维、海藻纤维
合成纤维
杂链纤维
聚酯纤维聚酰胺纤维聚氨酯弹性纤维其它：芳香族聚酰胺纤维、聚脲聚甲醛、聚酰亚胺等
无机纤维
碳链纤维
玻璃纤维碳纤维金属纤维
聚丙烯腈纤维、聚乙烯醇纤维、聚烯烃纤维含氯纤维、含氟纤维、其它
有一定比例)的短纤维。
化学纤维基本概念
3. 按表面和纵向形状分类的化学纤维 ① 直丝（Flat yarn） ② 变形纱 (Textured filament, Textured yarn) (TY)
化学纤维基本概念
变形纱
拉伸变形丝(DTY) 弹力变形丝膨体纱(BCF) 定型变形丝

纤维素纤维及应用PPT课件

• 目前在世界上有美国、英国、日本、德国、意大利等国家生产铜氨纤维产品。日本旭化Байду номын сангаас工业开发的一种铜氨纤维，该纤维素的铜氨络合物含均匀分散的电气石的铜氨纤维经葡萄糖处理而制成。该纤维增大活性电子的放出量，由身体细胞给予高活化作用。
小结
纤维素纤维具有良好的皮肤接触性、穿着舒适性、生理安全性、吸湿性和易整理性以及其制品易生物分解等一系列合成纤维所无法完全具备的特性，因而以纤维素纤维为原料的非织造布在医疗、护理、卫生用品、化妆用品以及其它工业领域有着独特的用途。在欧、美、日发达国家，纤维素纤维已作为一种重要的非织造布原料，得到广泛应用。生物可降解的纤维素纤维有棉纤维、粘
醋酸纤维
• 制备：是将纤维素醋酸酯溶于有机溶剂，通过精制后由干法纺丝制备得到一种纤维素纤维。醋酸纤维是一种无定形聚合物。
• 性能特点：一般不耐受碱，但对一般的盐耐受性好，耐日光性良好，醋酸纤维的特性在化纤中最接近真丝。
• 应用：主要用于绒织物、装饰用绸、高档里子料、时装及高级时装面料等方面。
• 陆地棉是一种用途很广的天然纺织纤维，又称细绒棉或高原棉。纤维色泽洁白，带有丝光，长度23~33mm。陆地棉因最早在美洲大陆种植而得名，是世界上四大棉花栽培种中重要的品种。
• 亚洲棉栽培种植物种籽上被覆的纤维，因纤维粗短又称粗绒棉，是中国利用较早的天然纺织纤维。亚洲棉是古老的栽培种，因最早在亚洲种植而得名。
棉纤维的截面：
由许多同心圆组成，目前可区分出初生层、次生层和中腔三个部分，共计六个层次。
棉纤维的品种和色泽分类分类：
• 细绒棉：又称陆地棉。纤维线密度和长度中等，一般长度为25~35mm，色泽洁白或乳白色，有丝光。我国目前种植的棉花大多属于此类。

纤维素基材料的发展和在化纤行业中的应用

纤维素基材料的发展和在化纤行业中的应用随着人们对环境保护和可持续发展的重视，纤维素基材料作为一种天然、可再生资源，正在逐渐受到关注并广泛应用于化纤行业。

本文将探讨纤维素基材料的发展趋势以及其在化纤行业中的应用。

第一节：纤维素基材料的发展趋势纤维素是植物细胞壁中的主要成分，由葡萄糖分子通过化学键连接而成。

它具有良好的可降解性、生物相容性和可再生性，成为一种理想的基础材料。

近年来，纤维素基材料的研究逐渐升温，未来的发展前景令人期待。

1. 生产技术的进步：随着科技的不断进步，生产纤维素基材料的技术也在不断改进。

新型的制备方法，如纤维素纳米晶体的制备、纳米纤维素的纺丝技术等，使得纤维素基材料的生产更加高效和可控。

2. 材料性能的优化：通过改变纤维素的结构和组成，可以调控其性能，提高其力学强度、热稳定性、抗水性等。

同时，纤维素基材料还可以与其他材料进行复合改性，增加其功能性。

3. 应用领域的拓展：纤维素基材料的发展将不再局限于传统纸浆、纤维板等领域，而是涉及到包装材料、纺织品、生物医学材料、能源领域等广泛的应用领域。

这将为纤维素基材料提供更多的市场机会。

第二节：纤维素基材料在化纤行业中的应用1. 纤维素基纤维的应用：纤维素是纺织品生产中最重要的原料之一。

传统的纤维素纤维主要来源于天然纤维，如棉花、麻类等，但其产量有限且受到季节和气候的限制。

纤维素基材料的发展使得合成纤维生产中可以采用纤维素基纤维替代传统原料，使纤维素资源得到更有效的利用。

2. 包装材料的应用：纤维素基材料具有良好的可降解性和生物相容性，因此在包装材料领域有着广阔的应用前景。

将纤维素基材料制备成纸张或薄膜，并通过改变结构和组成，使其具备一定的防水性能和机械强度，可以成为一种可替代塑料包装材料的环保选择。

3. 生物医学材料的应用：纤维素基材料在生物医学领域中有着广泛的应用。

纤维素基材料可以制备成支架材料、药物载体和组织工程材料等，具备良好的生物相容性和降解性，可以促进伤口愈合和组织再生，有望在医疗修复领域做出更多的贡献。

生物质材料及应用PPT课件

形式存在，是钢铁材料中的一个重要强化元素。同时氮还是金属基复合材料的
一个强化相的组成元素，如 A lN，TiN 等等。
37
第37页/共128页
(2)氮循环
• 氮与碳不同，氮是一个变价元素，它有多种价态，如： + 5，+ 3，+ 1，-
1，-3等。这使得氮的循环通过各种价态化合物组成复杂的途径。
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源。如公海鱼类资源、物种、空气等。
• 特征：消费具有不可分性或无竞争性，是指
某人对某物品的消费完全不会减少或干扰他
人对同一物品的消费；再是消费无排他性，
指不能阻止任何人免费消费该物品。
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第26页/共128页
公共物品的可更新资源的非专有性
• 属于公共物品的可更新资源是非专有的，非专有性是财产权的一种减弱，它
土地变成沙漠。经济损失每年 423亿美元。
10
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大气污染
• 大气污染的主要因子为悬浮颗粒物、 CO、O 3 、CO 2 、氮氧化物、铅等。大气
污染导致每年有 30- 70万人因烟尘污染提前死亡，2500 万的儿童患慢性喉炎，
400-700万的农村妇女儿童受害。
11
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有开采价值的资源。
• （2）待开采储量：定义为储量虽已探明，
但由于经济技术条件的限制，尚不具备开采
28
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29
第29页/共128页
2. 未探明储量
• 未探明储量是指目前尚未探明但可以根据
科学理论推测其存在或应当存在的资源，
分为：
• （1）测存在的储量：可以根据现有科学理
论推测其存在的资源。
物和各种作用结果。

生物质基材料的力学性能与应用分析

生物质基材料的力学性能与应用分析在当今社会，随着对可持续发展和环境保护的重视程度不断提高，生物质基材料作为一种具有巨大潜力的新型材料，逐渐成为研究和应用的热点。

生物质基材料是指来源于生物质（如植物、动物、微生物等）的有机材料，它们具有独特的力学性能，并且在众多领域有着广泛的应用前景。

一、生物质基材料的分类生物质基材料的种类繁多，根据其来源和化学组成，可以大致分为以下几类：1、纤维素基材料纤维素是植物细胞壁的主要成分，是地球上最丰富的天然高分子之一。

以纤维素为基础制备的材料，如纤维素纤维、纤维素薄膜等，具有较高的强度和模量。

2、木质素基材料木质素是木材中的一种复杂聚合物，赋予木材强度和刚性。

通过对木质素的改性和加工，可以获得具有良好性能的材料，如木质素塑料、木质素胶粘剂等。

3、淀粉基材料淀粉是植物储存能量的物质，广泛存在于谷物、薯类等植物中。

淀粉基材料如淀粉塑料、淀粉胶粘剂等，具有可生物降解性和一定的力学性能。

4、蛋白质基材料蛋白质可以从动物或植物中提取，如胶原蛋白、大豆蛋白等。

基于蛋白质制备的材料在某些应用中表现出优异的力学性能，如生物医学领域的组织工程支架。

二、生物质基材料的力学性能1、强度和模量生物质基材料的强度和模量取决于其化学组成、分子结构以及加工工艺。

一般来说，纤维素基材料具有较高的强度和模量，而淀粉基材料的强度相对较低。

例如，经过特殊处理的纤维素纤维，其强度可以与一些合成纤维相媲美。

2、韧性和延展性与传统的合成材料相比，生物质基材料的韧性和延展性往往较差。

然而，通过对材料进行改性，如添加增塑剂、与其他聚合物共混等，可以在一定程度上提高其韧性和延展性。

3、疲劳性能在循环载荷作用下，生物质基材料的疲劳性能也是一个重要的考虑因素。

一些生物质基材料在经过多次循环加载后，可能会出现性能下降的情况，但通过优化材料结构和加工工艺，可以改善其疲劳性能。

4、蠕变性能蠕变是指材料在恒定载荷下随时间发生的缓慢变形。

纤维新材料及应用功能纤维PPT课件

香味只能沿纤维纵向从端面逸出。
改进：中空包芯型
第15页/共81页
3、吸入型
解决低沸点问题。乙烯－醋酸乙烯共聚物以共混方式纺入，浸入油性芳香剂中——加压或常压下保持一定时间，吸收足够的芳香剂。
第16页/共81页
优点：对芳香物质的沸点没有限制挥发缓慢、不溶于水改善作业环境，提高纺丝工
艺性能
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主要成分是黄烷醇、黄酮醇、丹宁酸等有机高分子物质。
该消臭剂能溶于水，也能溶于亲水性有机溶剂。
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5、消臭羊毛
氧化剂进行树脂防缩加工处理— —使纤维改性，表面带负电荷——将含有消臭剂的环化糊精掺入阳离子性聚酯胺氯甲代氧环丙树脂中，并使之附着再羊毛纤维表面。
功能纤维的一般制造方法：
1.接枝改性：通过化学反应在纤维上接上特定的离子基团，具有较高的安全性；还可以通过交联剂来实现接枝改性。 2.共混纺丝：将功能材料加入到纺丝聚合物中，用传统设备进行纺丝。功能纤维可以是中空纤维，也可以是皮芯结构、并列的复合纤维。
第1页/共81页
功能纤维的一般制造方法：
厌烟—— 橙香、柠檬、佛手柑、肉桂、肉豆蔻、香姜花
催淫—— 檀香木精油、土香根精油、劳丹胶精油、琥珀、麝香
清心镇静—— 熏衣草、佛手柑、柠檬、迷失香、欧薄)芳香纤维的技术类型
芳香与纺织品的结合由来已久，
最初的办法很简单：喷洒或缝缀— —熏香——活性炭吸附——涂香和浸香（水溶液中浸渍、粘合剂涂层、微胶囊整理）
1、医护用品的主要性能要求医院的服装、被单、窗帘、地
毯等纺织品。
第24页/共81页
2、食品卫生的主要措施工作服、围裙、抹布、食品包
装布等必须要考虑抗菌功能。

生物质纤维在医用纺织品中的开发和应用

万方数据
万方数据
生物质纤维在医用纺织品中的开发和应用
作者：芦长椿，沈新元，赵永霞
作者单位：东华大学
刊名：
纺织导报
英文刊名：CHINA TEXTILE LEADER
年，卷(期)：2010(5)
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纤维素基先进功能材料的制备及其应用

纤维素基先进功能材料的制备及其应用摘要：纤维素是来源最为广泛的生物质资源，具有廉价易得，可再生等优点，可作为石化资源的替代品，制备品种丰富、性能各异的先进功能材料。

综述了近年来纤维素基先进功能材料研究方面的重要进展，对其制备方法和应用进行了详细归纳和讨论。

内容包括：力学功能材料、化学功能材料、光电功能材料等。

涉及柔性显示器、药物载运、电子元器件模板、分离膜，超级电容器等领域的应用。

文章最后对纤维素基先进功能材料的发展提出设想，并讨论了在发展过程中面临的关键问题，为纤维素基功能材料的深入研究和产业化应用提供有益的参考。

关键词：纤维素；力学功能材料；化学功能材料；光电材料；生物质0 引言近年来，有关促进材料循环利用和降低材料生态影响的新法规相继出台，使得开发基于可再生资源为原料的先进功能材料成为了研究热点[1-2]。

在各类可再生资源当中，木质纤维素作为一种存量大、分布广、廉价易得的生物质资源，具有制备先进材料的重大潜力[3]。

纤维素是木质纤维素的主要成分，一般占木质纤维素干重的40%～60%，是植物体内最重要的结构材料，也是制备先进功能材料的重要原料[4-5]。

纤维素可通过酸解法、酶解法、机械精炼法、离子液体等溶剂提取法、氧化法和以上联合工艺等方法从木质纤维素中提取出来[6-14]。

纤维素是由葡萄糖通过β-1,4糖苷键构成的线性高分子，分子内存在大量氢键和羟基，经特定的物理、化学、生物及其联合工艺可降解、重构、接枝改性制备成不同类型的功能材料，在分离膜、生物医学植入物、药物载运，电子元器件模板，超级电容器等领域具有广阔的应用前景[15]。

最近在国际范围内，利用纤维素改性开发出的具有高应用价值的先进功能材料受到广泛关注，优秀成果不断涌现。

不同于单一性能结构材料，经过处理后的纤维素功能材料除具有一定的机械特性外，还附有特定属性，如光、磁、电、热、化学、生物等方面的功能特性，可实现传输、转换或储存物质、能量和信息等目的。

生物质基材料的功能性与应用探索

生物质基材料的功能性与应用探索在当今追求可持续发展和绿色环保的时代，生物质基材料作为一种具有巨大潜力的新型材料，正逐渐引起人们的广泛关注。

生物质基材料是指以生物质为原料，通过一系列的物理、化学或生物方法加工而成的材料。

这些生物质原料包括但不限于木材、农作物秸秆、藻类、动物废弃物等。

由于其来源广泛、可再生、环境友好等特点，生物质基材料在众多领域展现出了独特的功能性和广阔的应用前景。

生物质基材料的功能性多种多样，其中最为突出的便是其良好的生物相容性。

与传统的合成材料相比，生物质基材料更接近生物体的组成和结构，因此在与生物体接触时，不容易引起免疫反应和排异现象。

这使得生物质基材料在生物医学领域有着广泛的应用，如组织工程、药物输送、医疗器械制造等。

例如，利用生物质基材料制作的人工血管和心脏支架，能够更好地与人体组织融合，减少并发症的发生。

此外，生物质基材料还具有优异的吸附性能。

由于其丰富的孔隙结构和表面官能团，能够有效地吸附各种污染物，如重金属离子、有机污染物等。

这一特性使得生物质基材料在环境治理方面发挥着重要作用。

比如，将生物质基活性炭用于污水处理，可以高效地去除水中的有害物质，净化水质。

同时，在空气净化领域，生物质基吸附材料也能够吸附空气中的有害气体和颗粒物，改善空气质量。

除了生物相容性和吸附性能，生物质基材料还具有良好的可降解性。

在自然环境中，生物质基材料能够在较短的时间内被微生物分解，不会对环境造成长期的污染和负担。

这与传统的塑料等不可降解材料形成了鲜明的对比。

利用这一特性，我们可以开发出各种一次性可降解的生物质基制品，如餐具、包装材料等，以减少塑料垃圾的产生，保护生态环境。

在能源领域，生物质基材料也展现出了独特的优势。

通过生物质的热解、气化等过程，可以将其转化为生物质能源，如生物柴油、生物乙醇、生物质燃气等。

这些能源具有可再生、低碳排放等优点，有助于缓解能源危机和减少温室气体排放。

此外，生物质基材料还可以用于制备超级电容器和锂离子电池的电极材料，为新能源存储技术的发展提供了新的思路。

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60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地走到底，决不回头。 ——左
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的，但是为了生存，我们不得不为自己编织一个笼子，然后把自己关在里面。 ——博莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时间再长，也还是没有制约力的。— —爱·科克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马克罗维乌斯
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29、在一切能够接受法律支配的人类的状态中，哪里没有法律，那里就没有自由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除法律。 ——塞·约翰逊
新纤维材料与应用
56、书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉。 ——库法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一次也不善于度过。— —吕凯特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来。—— 朱自己的无知。 ——笛卡儿