生物质复合材料

二、纤维素基高分子材料
纤维素
生物质基塑料粒子 薄膜吹塑
复合降解薄膜 化学改性 挤出加工
二、纤维素基高分子材料 百度文库维素溶液和内塑化过程
纤维素 纤维素超声溶解
纤维素月桂酸酯薄膜 纤维素溶液
二、纤维素基高分子材料
高性能木质纤维素/热固性树脂增强材料 木质纤维素含量大于60%；弯曲弹性模量大于1600MPa； 浸水24小时后体积电阻大于2.5×108Ω, 击穿强度大于7.8Kv/mm
五、木质素基高分子材料
自然界中仅次于纤维素的天然高分子材料。是由 苯丙烷结构单元相互以一定方式聚合起来的复杂的芳 香族聚合物，结构中含有甲氧基、酚羟基、醇羟基等 可反应基团，能进行烷基化、羟甲基化、酯化、醚化 等反应，制备酚醛树脂、聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺等 高分子材料
五、木质素基高分子材料
秸秆丁醇木质素产生的简单工艺流程 非粮生物质原料
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二、纤维素基高分子材料
全球通过光合作用，每年长出植物约10000亿吨，其 中纤维素至少有80%，8000亿T/a；木质素占15%， 约1500亿T/a 目前世界高分子材料的产量大约2亿多吨/a，0.02% 分子链上存在高反应性的羟基
CH2OH O OH O OH H O H OH OH H CH2OH O O H OH O CH2OH O
木质纤维素氨基模塑料
高绝缘耐候环氧材料
三、纤维素基杂化乳液
硝基纤维素硝基纤维素-丙烯酸酯杂化细乳液的制备
How to make a high concentration of nitro cellulose or ethyl cellulose Miniemulsion?
monomer solvent
硝基纤维素硝基纤维素-丙烯酸酯杂化细乳液的形态对比
聚丙烯酸酯 硝基纤维素
共混物 共聚物
三、纤维素基杂化乳液
乙基纤维素-丙烯酸酯杂化细乳液的微观结构 乙基纤维素 丙烯酸酯杂化细乳液的微观结构
EC
物理共混
杂化乳液
杂化聚合物有更好的均一性，看不到 分子 杂化聚合物有更好的均一性，看不到EC分子
四、纤维素基功能高分子 纤维素纳米空心球的制备
生物酶水解
糖液
固体残渣
生物丁醇制备工 艺流程示意图
发酵 木质素提取
精馏 固体残渣 乙 醇 丙 酮 丁 醇 纤维素 木质素 木质素溶液
五、木质素基高分子材料
木质素-酚醛阻燃保温泡沫材料
Foamable resin
+ Vesicant
(pentane)
Foam Curing + stabilizer + agent
OH CH 2 O H OH O OH O H CH OH 2 O OH H OH O CH OH 2 O H OH O OH
n
Cellulose－AA － micelle
Cellulose
利用中空结构能够包裹药物
四、纤维素基功能高分子
7.羟丙基纤维素纳米微球
直径为： 直径为：50-100nm 规则球形结构
一、背景和意义
生物质材料的制备途径
木 质 纤 维 素 淀 粉 生 物 降 解 改性、接枝、 改性、接枝、复合 可降解塑料 生物质 聚 乳 酸 高分子材料 其他生物质材料 微 生 物 合 成 聚羟基脂肪酸酯
生物质独特作用
纤维素是地球上最古老和最丰富的天然 高分子， 高分子，也一直是人类衣食住行的主要 来源， 来源，是自然界取之不尽的可再生资源
抗肿瘤药物奥沙利铂的包裹效率 达到70%，载药量大于 达到 ，载药量大于7%， ， 体外可长效稳定的释放4天以上 天以上。 体外可长效稳定的释放 天以上。 和自由药物相比， 和自由药物相比，具有良好的体 外抗肿瘤效果
体外药物释放
细胞毒性
四、纤维素基功能高分子
磁性AFM图
a是形貌图，b是对应的磁性图，显然这些纳米微球是中 是形貌图， 是对应的磁性图， 空的磁性球。 空的磁性球。磁滞曲线和莫斯堡尔谱征实磁性的存在
我国林生物质资 源丰富， 源丰富，加快生物质 新材料的发展， 新材料的发展，必将 为能源替代和林业产 业拓展作出贡献
请批评指正！ 谢谢！
Lignin%=40%
研究成果应用前景分析
水处理、环保材料 水处理、
吸附树脂
保温材料、建材 保温材料、
聚氨酯
可降解塑料
包装材料 医用材料 农用材料 汽车材料 电器、日用品 电器、
生物质
纤维素 汽车工业 增强模塑料
杂化乳液
涂料、胶黏剂、 涂料、胶黏剂、 建筑材料、
载药 纳米微粒
药物缓释产品
美国、欧盟、日本等均制定了生物质材料的 大规模研制计划；美国的战略目标是到2020年， 生物质材料取代全国石化原料制成材料的25%
(polysorbate 80) (mixed acid)
heat
Flame ratardant foam
Lignin%=7%
0.08g/cm3
Lignin%=30%
0.12g/cm3
Lignin%=40%
0.14g/cm3
五、木质素基高分子材料
木质素-酚醛泡沫材料的泡孔结构
Lignin%=30% 泡沫材料中多数为闭孔结构 泡沫材料中多数为闭孔结构
Via typical process, it’s easy to make miniemulsions with 15%~30% concentration of nitro cellulose or ethyl cellulose. And after polymerization, we can get stable latex.
n
OH
技术路线
木质纤维素
高效分离 化学改性
纤维素 半纤维素 木质素 单体接枝 液化 酯化 偶联化
复
纳米化技术 功能化技术
内塑化 纤维素 细乳液
合
发泡
技
合金化
术
热反应
加 工
技
术
智能材料
吸附材料
复合乳液
泡沫材料 降解材料
增强材料
二、纤维素基高分子材料
共混型产品：得到部分降解以及全降解塑料 ★ 与壳聚糖、淀粉等天然高分子共混 ★ 与合成高分子材料共混
生物质复合材料
By yangxiao
一、 背景和意义 二、 纤维素基高分子材料 三、 纤维素基杂化乳液 四、 纤维素基功能高分子 五、 木质素基高分子材料
一、背景和意义
生物质资源状况： 生物质资源状况： 作物秸秆约 7 亿吨/年 亿吨/ 木质纤维素 林业剩余物约 2 亿吨/年 亿吨/ 平茬灌木林 1.8 亿吨/年 亿吨/ 专用能源植物 - 淀粉、糖、油脂
Mix water, NC(or EC) solution(with organic solvent), monomer,surfactant
Rupture of droplets with high energy
Get rid of solvent after sonication
Polymerization