最新13-高分子科学导论-天然高分子材料ppt课件

合集下载

高分子科学导论天然高分子材料

高分子科学导论天然高分子材料
• 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%。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
Source of the Starch
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。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
Classification of the Natural Polymers
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
• 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。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
Advantage of the Natural Polymers
• 价格低廉、来源广泛,在自然界动植物中广泛存在。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
Advantage of the Natural Polymers
• 绿色、清洁、具有可生物降解性和可再生性,
二氧化碳
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
Application of Starch

路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
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 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。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
Polysaccharide
淀粉 纤维素
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
壳聚糖
• 自然界存在 着大量的多 糖类高分子

《高分子材料》PPT课堂-课件【人教版】

《高分子材料》PPT课堂-课件【人教版】

q塑 处高料 状弹所 态态:形变很容橡 处易胶 状,所 态具有高弹性液 所。态 处树 状脂 态
q
粘流态:形变能任意发生,具有流动性。
温度升高
温度降低
一、塑料
1. 定义:是指具有可塑性能的高分子材料。
2. 分类
热塑性塑料
据受热可分为 热固性塑料
通用塑料 据应用可分为
工程塑料
3. 组成
树 脂 ( 主 要 成 份 )
缺点:弹性和耐寒性比天然橡胶差。
用途:广泛用作海底电线绝缘材料,化工防腐 材料,耐油制品等。
《高分子材料》PPT课堂-课件【人教 版】优 秀课件 (实用 教材)
《高分子材料》PPT课堂-课件【人教 版】优 秀课件 (实用 教材)
4. 丁腈橡胶
合成:
n C H 2 = C H -C H = C H 2+ n H 2 C C引 H 3 发 5 ℃ 剂
1.顺丁橡胶
合成:
n C H 2 = C H -C H = C H 2
CO 2 N O A i,2 lH (5 )3 C B F 3· (C 2 H 5 )2 O
H 2 C
C2H
CC
H
H
顺 丁 橡 胶 n
优点:弹性好,耐磨性能、耐低温性能 也较好。具有良好的物理机械性能。
缺点:抗斯裂强度、加工性能较差。
5. 硅橡胶 结构:
R
R
O Si O Si
R
Rn
优点:既耐低温,又耐高温。在-65 ~ 250℃保持 弹性。耐油防水,不易老化,绝缘性能也很好。
缺点:机械性能较差,耐酸碱不及其它橡胶。
用途:可作高温高压设备的衬垫,油管衬里,火 箭、导弹、飞机的零件和绝缘材料。

高分子材料科学论述PPT(62张)

高分子材料科学论述PPT(62张)
分子间力很大,没有沸点,加热到 2000C~3000C以上,材料破坏(降解或 交联)。
高分子材料分类
按材料来源分类
天然高分子
合成高分子
按材料性能和用途分类
塑料
橡胶
(称为三大合成材料)
纤维
涂料
粘合剂
功能高分子
通用高分子材料
塑料、橡胶、纤维,称为三大合成材料
合成高分子
20世纪初,出现了酚醛树脂 1920年,Staudinger提出高分子概念 30年代、40年代,飞速发展 70年代,特种性能的高分子
创立高分子化学的施陶丁格 Hermann Staudinger 1881一1965
The Nobel Prize in Chemistry 1953

5、世上最美好的事是:我已经长大,父母还未老;我有能力报答,父母仍然健康。

6、没什么可怕的,大家都一样,在试探中不断前行。

7、时间就像一张网,你撒在哪里,你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了,可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的,可只有到最后才不得不承认。

8、世上的事,只要肯用心去学,没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心,对阳光,对美,对痛楚。
材料科学与工程导论
——高分子材料科学
2000年,世界合成高分子材料的年总产 量已达到2亿吨。其中塑料1.63亿吨, 合成橡胶0.11亿吨,合成纤维0.28亿吨。
高分子科学既是一门基础学科,又是一 门应用科学,主要由高分子化学、高分 子物理、高分子材料和高分子工艺四个 学科分支组成。
多种多样的高分子材料
A.J.Heeger(美国) A.G.Macdiarmid H.ShiraKawa

《高分子材料》-实用PPT人教版ppt

《高分子材料》-实用PPT人教版ppt

天然橡胶为何容易老化?实验室盛哪些药品 的试剂瓶的瓶塞不能用橡胶塞?
天然橡胶含有双键,易起加成反应和易被氧 化,所以易老化。KMnO4 溶液、浓HNO3、液溴、 汽油、苯、四氯化碳等。
◆顺丁橡胶
◆顺丁橡胶
催化剂
nCH2=CH-CH=CH2 1 234
◆顺丁橡胶
催化剂
nCH2=CH-CH=CH2
CH2 1 C=C
CH2 4
1 234
H 23 H n
◆顺丁橡胶
催化剂
nCH2=CH-CH=CH2
CH2 1 C=C
CH2 4
1 234
H 23 H n
两种:三叶橡胶(顺式)、杜仲胶(反式)
◆丁苯橡胶SBR
丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体,合成 丁苯橡胶
◆丁苯橡胶SBR
丁二烯和苯乙烯共聚而成的弹性体,合成 丁苯橡胶
《高分子材料》-实用PPT人教版【精 品课件 】
为什么两种塑料的特性不同呢?
《高分子材料》-实用PPT人教版【精 品课件 】
《高分子材料》-实用PPT人教版【精 品课件 】
为什么两种塑料的特性不同呢?
《高分子材料》-实用PPT人教版【精 品课件 】
《高分子材料》-实用PPT人教版【精 品课件 】
◆酚醛塑料
◆酚醛塑料
单体: 苯酚、甲醛
◆聚四氟乙烯塑料
◆聚四氟乙烯塑料
单体: CF2=CF2
◆ ABS塑料
◆ ABS塑料 单体:丁二烯、丙烯腈、苯乙烯
二、合成纤维
世界上出现的第一种合 成纤维是 20 世纪 30 年代美 国杜邦公司科研小组研制出 的尼龙 66(Nylon,聚酰胺 66),它是由己二酸和己二 胺缩聚而成的。

高分子材料课件

高分子材料课件

——轻度硫化的橡胶
➢若交联点密度大,链段不能运动,性能硬而脆
——酚醛塑料
完整编辑ppt
20
2、高分子材料的性能特点
(1)力学性能特点
1) 低强度和较高的比强度
抗拉强度平均为100MPa,比金属材料低得多,但是高分
子材料的密度小,只有钢的1/4~1/8,所以其比强度并不比
某些金属低。
2)高弹性和低弹性模量
n2 C C 2 H H [ C 2 H C 2 ] H n
(2)缩聚反应(缩合聚合反应)-------缩聚物 一种或几种单体相互混合而连接成聚合物,同时析出 (缩去)某种低分子物质(如水、氨、醇、卤化氢等)的 反应。缩聚物成分与单体不同。
完整编辑ppt
6
二、高分子材料的结构
1. 大分子链的结构
B、S、P等元素组成. 例:氟硅橡胶
完整编辑ppt
8
(2)大分子链的形态
A、线型分子链:各链节以共价键连接成长链分子,直径
小,长度很长,呈卷曲状或线团状。长径比1000:1
B、支化型分子链:在主链的两侧以共价键连接相当数量
的长短不一的支链,其形状有树枝型、梳型、线团型。
C、体型分子链:在线型或支化型分子链之间,沿横向通
橡胶是典型的高弹性材料,其弹性变形率为100%~1000%,
弹性模量仅为2~20MPa左右。
3)塑性好和受迫弹性高
屈服应变达20%以上。在玻璃化温度以下,链节运动由卷
曲变为伸直形,变形不能恢复。
完整编辑ppt
21
4)粘弹性(应变不随作用力即时建立平衡, 而有所滞后) 高聚物的粘弹性表现为蠕变、应力松弛和内耗三种现象。 蠕变是在恒定载荷下,应变随时间而增加的现象,它反

高分子科学导论天然高分子材料课件

高分子科学导论天然高分子材料课件
例如,利用生物技术制备可降解的天然高分子材料,可以在使用后自然降解,减 少对环境的污染。同时,改进生产工艺也可以降低能耗和减少废弃物的产生,实 现可持续发展。
壳聚糖
总结词
天然高分子材料中唯一一种阳离子型高 分子,具有良好的生物相容性和可降解 性等优点。
VS
详细描述
壳聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺通过β-1,4糖 苷键连接而成的线性高分子,广泛存在于 甲壳类动物的外壳中。壳聚糖具有良好的 生物相容性和可降解性,可用于药物载体、 组织工程、环境保护等领域。壳聚糖可通 过化学改性等方法进行修饰,提高其性能 和应用范围。
木质素
总结词
天然高分子材料中结构最复杂的一种,具有优良的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性等。
详细描述
木质素是由苯丙烷结构单元构成的芳香族高分子,广泛存在于植物细胞壁中,主要起到增强细胞壁的 作用。木质素的结构复杂,具有优良的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性,可用于制造塑料、胶粘剂、染料、 香料等产品,也可用于生物医学领域。
蛋白 质
总结词
天然高分子材料中功能最多样化的一种,具有生物活性 和生物相容性等优点。
详细描述
蛋白质是由氨基酸分子通过肽键连接而成的生物大分子, 是生命活动中必不可少的物质。蛋白质具有多种生物功 能,如催化、运输、识别、防御等,同时具有良好的生 物活性和生物相容性,可用于药物传递、组织工程、生 物传感器等领域。蛋白质的来源丰富,可通过动物、植 物和微生物进行提取和制备。
例如,近年来科学家们发现了一些具有特殊性能的天然高分 子材料,如抗菌、防霉、自修复等功能,这些材料在医疗、 环保、食品等领域有着广泛的应用前景。
天然高分子材料的功能化与高性能化
功能化和高性能化是天然高分子材料的另一个重要发展趋 势。通过化学改性、物理改性等方法,可以使天然高分子 材料具有更加优异的性能,满足各种不同的需求。

天然高分子PPT课件

天然高分子PPT课件
• 皮革作为鞋和衣服的原料
• 作为生物酶(生物催化剂)
• 明胶广泛作为天然胶粘剂
• 蛋白质与甲醛可制酪素塑料
第35页/共36页
感谢您的观看!
第36页/共36页
• (2)β-折叠
• β-折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列,
通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿状折
叠构象。
• β-折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的;也
可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都
参与链内氢键的交-折叠有两种类型
典型球状蛋白质结构的
一般示意图
第31页/共36页
• 蛋白质的四级结构
• 蛋白质的四级结构是指由多条各自具有一、二、三级结
构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式;各个亚基
在这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相互作用
关系。
• 这种蛋白质分子中,最小的单位通常称为亚基或亚单位,
它一般由一条肽链构成,无生理活性;
机械强度和耐屈挠、耐疲劳性能。
• 问题 天然橡胶为非极性物质,溶于非极性溶剂如汽油和苯
等,故耐油和耐溶剂性差。由于天然橡胶含有不饱和双键,
因此在空气中易与氧发生自催化氧化,使分子断链或过度
交联,从而使橡胶发生粘化或龟裂等老化现象。
第7页/共36页
• 天然橡胶是线形结构,需交联后生成网状结构才具有适
量为600万到10亿。DNA
分子含有生物物种的所
有遗传信息
核糖核酸(RNA),存
在于细胞核中心或细胞
质的核糖体中,分子量
为几万到时200万。传输
和解读遗传信息。
第10页/共36页

核酸的组成成份

核酸(DNA和RNA)是一种线形聚核苷酸,它的基本

高分子材料ppt

高分子材料ppt
二、高分子材料的分类
1、根据来源:天然高分子材料、半天然高分子材料和合 成高分子材料。天然橡胶、纤维和蛋白质等为天然高分子 材料,醋酸纤维和改性淀粉等为半天然高分子材料,聚乙 烯、顺丁橡胶等为合成高分子材料。
2、根据使用性质:塑料、橡胶、纤维、黏合剂与密封 材料和涂料。聚乙烯、聚丙烯的等为塑料,天然橡胶、 顺丁橡胶等为橡胶,尼龙—66、聚丙烯腈等为纤维,天 然树脂漆、酚醛树脂漆等为涂料,氯丁橡胶黏合剂,丁 基橡胶密封胶。
• (2)高分子链的形态 • 如果在缩聚过程中有三个或三个以上官能读的单体存在, 或是在加聚过程中有自由基的链转移反应发生,或是双 烯类单体第二键被活化等,则单体单元的链接顺序通常 有无规,交替、嵌段和接枝之分,能生成支化的或交联 的高分子。支化高分子又有星形、梳形和无规支化之分。
• 高分子链可以按其几何形状分为 • 1线型分子链2支链型分子链3体型分子链
• 折叠链结晶模型:分子链由规则近邻折叠起来形 成的结晶是单向的因此折叠链结晶模型也称单向 模型。 • 聚合物的结晶度 结晶度即聚合物中结晶部分 的含量。 • 结晶聚合物的形态 (1)、聚合物单晶(2)、 聚合物球晶(3)、聚合物微丝晶(4)、伸展链 结晶(5)、聚合物串晶

• 四、高分子化合物的四级结构 • 高聚物的力学状态:聚合物按外力作用下发生形 变的性质而划分的状态。晶态和非晶态聚合物的 力学状态是不同的。 • (1)非晶态聚合物的力学状态 • 微观运动特征的宏观表现: • 玻璃态,高弹态,黏流态
1.一级结构
• (1)高分子链的组成 • 是由单体加聚或缩聚连接而成的链状分子。 • 组成包括:大分子链的化学组成、结构单元的排列顺序、 分子链的几何形状、高聚物相对分子质量及其分布。
· 高密度聚乙烯(HDPE)结构为H[CH2CH2]n -H,是高分子中分子 结构最为简单的一种,单体是乙烯,重复单元及结构单元— CH2CH2—,称为链节,n为链节数,也称聚合度P。 • 聚合物为链节相同聚合度不同的混合物这种现象称聚合物相 对分子质量的多分散性。 • 三种不同的键接方式:

高分子材料ppt[完整版本]

高分子材料ppt[完整版本]


1909年 美国人Leo Baekeland用苯酚与甲醛反应制造出第一种完全人工合成的塑料——酚醛树酯。

1920年 德国人Hermann Staudinger发表了“关于聚合反应”的论文提出:高分子物质是由具有相同化学结构
的单体经过化学反应(聚合),通过化学键连接在一起的大分子化合物,高分子或聚合物一词即源于此。
• 按高分子排列情况分类:结晶高聚物,非 晶高聚物。
完整编辑ppt
7
4. 性能介绍
• 高分子材料的结构决定其性能,对结构的控制 和改性,可获得不同特性的高分子材料。高分子 材料独特的结构和易改性、易加工特点,使其具 有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能,从 而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个 领域,并已成为现代社会生活中衣食住行用各个 方面不可缺少的材料。 很多天然材料通常是高 分子材料组成的,如天然橡胶、棉花、人体器官 等。人工合成的化学纤维、塑料和橡胶等也是如 此。一般称在生活中大量采用的,已经形成工业 化生产规模的高分子为通用高分子材料,称具有 特殊用途与功能的为功能高分子
子化学作为一门新兴学科建立的标志。

1935年 杜邦公司基础化学研究所有机化学部的Wallace H. Carothers合成出聚酰胺66,即尼龙。尼龙在1938年
实现工业化生产。

1930年 德国人用金属钠作为催化剂,用丁二烯合成出丁钠橡胶和丁苯橡胶。

1940年 英国人T. R. Whinfield合成出聚酯纤维(PET)。
天然橡胶。

1956年Szwarc提出活性聚合概念。高分子进入分子设计时代。

1971年S. L Wolek 发明可耐300℃高温的Kevlar。

高分子科学导论天然高分子材料41页PPT

高分子科学导论天然高分子材料41页PPT
39、没有不老有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。
41、学问是异常珍贵的东西,从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间,才能认识自 己。——德国
高分子科学导论天然高分子材料
36、“不可能”这个字(法语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。
43、重复别人所说的话,只需要教育; 而要挑战别人所说的话,则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是:在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联

高分子材料教学课件PPT

高分子材料教学课件PPT

• 氢键是与电负性较强的原子相结合的氢原子(如X—H)同时与另 一个电负性较强的原子(如Y)之间的相互作用,即(X—H…Y).这 些电负性铰强的原子一般是氮、氧或卤素原子.一般认为在氢键 中,X—H基本上是共价键,而H…Y则是一种强而有方向性的范 德华力.这里把氢键归入范德华力是因为氢键本质上是带有部分 负电荷的Y与电偶极矩很大的极性键X—H间的静电吸引相互作用.
5
聚合物分子内与分子间相互作用力
• 物质的结构是指物质的组成单元(原于或分子)之间在相互吸引和排斥作用
达到平衡时的空间诽布.因此为了认识高聚物的结构,首先应了解存在于高聚 物分子内和分子间的相互作用.
• 化学键
构成分子的原子间的作用力有吸引力和斥力,吸引力是原子形成分于的结合力, 叫作主价力,或称键合力.斥力是各原子的电子之间的相互排斥力.当吸引力 和斥力达到平衡时,便形成稳定的化学键.
• 金属键 是由金属原子的价电子和金属离子晶格之间的相互 作用而形成的,无方向性和饱和性,赋予高导电性.在所谓的 “金属螯合高聚”(metallocene po1ymer)中可以说存在金属 键.
2024/6/20
7
• 范德华力
作用能: 2~8kJ/mol
是存在于分子间或分子内非键合原于间的相互作用力.两分子间的 范德华力F(r)及相互作用能E(r)是分子之间距离r的函数如图所示.
2024/6/20
19
重要高分子材料
合成树脂和塑料: 填充增强增韧,降低成本. 教 材P332表7.4
➢ 通用塑料: 应用广, 产量大, 价格廉的塑料. 如聚烯烃: PE, PP, PS等; PVC; 酚醛, 环氧, 聚酯, 尿醛等.
➢ 工程塑料: 综合性能好, 可代替金属作工程材料, 制 造机器零部件的塑料. 最重要的有:

天然高分子(精选优秀)PPT

天然高分子(精选优秀)PPT
酯将硝酸纤维素(含氮13%)与乙醇、 乙醚及二苯胺(稳定剂)混合调成糊状,经压条 机压制成条,再切粒。
• 赛璐珞和油漆:可用含氮11%的硝酸纤维素(稳 定性高,无爆炸危险)。
• 醋酸纤维素:应用最广的是二醋酸纤维素(可溶 于廉价的溶剂如丙酮中)。
• 玻璃纸:人造丝在酸性凝固液中再生成薄膜状, 也称“赛璐玢”。
• 纤维素也可用铜氨溶液溶解,再生成凝固成丝, 即为铜氨纤维。
• 2)纤维素醚 • 纤维素与醚化试剂反应而生成纤维素醚 。
2、淀粉
• 淀粉是植物的种子、根、块茎、果实和叶子等细 胞组织的主要成分,来源极为丰富,价格低廉。
• 淀粉的分子量比纤维素小。 • 淀粉可分为直链淀粉和支链淀粉。 • 直链淀粉:D-葡萄糖残基以α-1,4-苷键连接的多
糖。
• 支链淀粉:D-葡萄糖残基一部分以α-1,6-苷键连 接而成的多糖,呈支化结构,分支与分支之间的 间距为11-12个葡萄糖残基。
天然淀粉中直链淀粉与支链淀粉的含量(wt %)
纤维素不溶于水和一般有机溶剂,因为纤维素分子内和分子间存在着大量的氢键。
结构 玉米淀粉 粘胶遇酸后,纤维素又重新析出。 小麦淀粉 马铃薯淀粉 木薯淀粉
会发生“糊化作用”,而形成均匀的糊状溶液。
• 淀粉的化学变性 • (1)氧化淀粉 用次氯酸盐或过氧化氢等氧化剂使淀粉氧化。氧
化淀粉主要用于造纸工业的施胶剂,包装上业的纸箱胶熟刑, 纺织工业的上浆剂和食品工业的增稠剂等。
• (2)交联淀粉 淀粉与具有两个或多个官能团的化学试剂如环氧 氯丙烷和甲醛等交联剂作用,使个同淀粉分子间的羟基联结 在一起,所得衍生物称为交联淀粉。它主要用于食品工业的 增稠剂,纺织工业的上浆剂和医药工业外科乳胶手套的润滑 剂及赋形剂。

高分子材料ppt

高分子材料ppt
• 聚合物的相对分子质量或聚合度达到某一数值后才能显示 出有实用价值的机械强度,称为临界聚合度
• (2)高分子链的构象及 柔顺性
• 高分子链的构象:单件 内旋转(图)引起的原 子在空间占据不同位置 所构成的分子链的各种 形象。
• 高分子链的柔顺性:高 分子由于构象变化获得 不同卷曲程度的特性。
• 高分子链的柔顺性与单键内 旋转难易程度有关。
五、缩合聚合
• 定义:由两个或两个以上反应功能基的低分子化 合物,通过多次缩合反应形成聚合物,并伴随有 小分子化合物生成的一类逐步聚合的反应。
• 分类: • 1单体种类:均缩聚,混缩聚,共缩聚 • 2生成物分子结构:线型缩聚、体型缩聚 • 3反应(热力学)特征:平衡缩聚、非平衡缩聚
分子质量逐步增长,反应基本特征:大分子之间可 以互相反应生成更大的分子。
性能,如引入共轭双肩或形成电荷转移配合物等使价电子 非定域化,从而制成高聚物半导体、高聚物导体、高聚物 超导体、高聚物驻极体、压电高聚物、高聚物热电性和高 聚物的静电现象都有更深层次的研究。
• 3.光学性能:吸收、透明度、折射、双折 射、反射、内反射、散射。
• 4.热学性能: • 基本热学性能:热膨胀、比热容、热导率
• 微观运动特征的宏观表现:
• 玻璃态,高弹态,黏流态
第三节高分子材料的性能
• 高分子材料与小分子材料区别: • 1、相对分子质量明显不同 • 2、高分子化合物的相对分子质量和分子链尺寸存在多分
散性。 • 3、分子间作用力明显不同。 • 4、高分子化合物具有线链状和交联结构
二、高分子材料的性能

• 高聚物热学性能受温度影响比金属、无机材料大。 • 低耐热性 • 低导热性 • 高膨胀性
第四节、高分子化合物的合成方法
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• 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。
Source of the Cellulose
• 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。
Application of the Cellulose
Application of the Cellulose
Application of the Cellulose
• 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
• 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%。
Source of the Starch
• 淀粉
Modification of the Cellulose
• 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
漂白、晾干
虾蟹壳
hydrolysis
Chitin: x << y; Chitosan: x > y
原料。
Chitosan
• 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。
清洗,去除无机盐和蛋白质
Chitin
Topology of starch
Modified Starch
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。
Cellulose (sheet)
OH
HO
O
HO
OH α-D-Glucose OH
OO HO HO
OO O H HO HO
OO H
Dextran (coil)
Starch
• 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%,马铃薯中则含淀粉 12~14%, 是我们饮食中碳水化合物的主要来源。
二氧化碳
水 堆肥
阳光
农作物
可降解制品
农产品
提取
天然高分子
Disadvantage of the Natural Polymers
• 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
Application of Starch
• 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。
OH H
O
H
H
NH2
着大量的多
OH H
H
H
NH2
O
糖类高分子
H
NH2
壳聚糖
Conformation of Polysaccharide
OH
HO
O
HO OH OH
α-D-GlucoseFra bibliotekStarch (helix)
HO HO
OH O OH
OH
OH
OH
O HO
O HO O
O O
OH
OH
β-D-Glucose
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。
Classification of the Natural Polymers
• 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。
Polysaccharide
Polysaccharide
• 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。
13-高分子科学导论-天然高分 子材料
Natural Polymers
• Natural polymers are polymers produced by living organisms.
Advantage of the Natural Polymers
• 绿色、清洁、具有可生物降解性和可再生性,
Polysaccharide
OH
OH
OH
H
OH H
OH H
OH
H
H
H
OH H
OH H
OH H
O
O
O
O
OH
H OH
H
淀粉
纤维素
OH
H OH
H H
OH
O H
OH O
H H
OH
O
H HH
OH OH
OH O
H H
OH O
H
H
H
OH
O O
H H
OH
OH
H
O
OH
• 自然界存在 H
H
H
O
OH H
O
O H
H H
O
相关文档
最新文档