生物高分子材料及應用

前言

石化資源的日漸枯竭以及人類生存對經濟可持續(xù)發(fā)展的要求，促使生物高分子重新成為當今新材料研究的熱點。生物高分子在性能和環(huán)保上具有合成高分子無可替代的優(yōu)勢，決定了它必將得到更大的發(fā)展。在21世紀，生物高分子材料將在人類的日常生活、醫(yī)藥、農業(yè)、工業(yè)等各個領域被廣泛地應用。在研究了大量國內外相關資料的基礎上，本書詳細介紹了幾種重要的生物高分子材料及其應用，領域涵蓋水處理、生物醫(yī)用、紡織工業(yè)、造紙工業(yè)、輕工技術和日化、食品工業(yè)，并描述了生物高分子在先進功能材料中的應用前景。本書理論與應用并重，廣度與深度相結合，可為對生物高分子領域感興趣的教師、學生、研究人員和科技工作者提供幫助和啟示。本書由霍書浩（河南省電力勘測設計院）、龐可(河南省電力勘測設計院)和鄭學晶（鄭州大學）主編，參加編寫的有湯克勇（鄭州大學）、曹艷霞（鄭州大學）和劉捷（鄭州大學）。一些研究生和本科生同學積極熱情地參與了書稿的校對和完善工作，在此表示衷心感謝。感謝國家自然科學基金委的支持。另外，對所有支持和關心本書編寫和出版的人員表示深深的謝意。寫作本身就是學習，這是我們在編寫本書過程中的體會。生物高分子材料涉及的領域如此之多，而每一位研究者可能親身涉足其中有限的方面，為此，我們必須花大量的時間去學習有關的知識。受編者相關知識水平所限，書中內容與行文方面若有欠妥之處，敬請讀者不吝賜教。編者2011.9

內容概要

　　生物高分子材料在性能和環(huán)保上具有合成高分子材料無可替代的優(yōu)勢，促使它成為當今新材料研究的熱點?！渡锔叻肿硬牧霞皯谩方榻B了包括生物素和木質素、淀粉和糊精、甲殼素和殼聚糖、膠原和明膠、蠶絲和海藻酸鹽等生物高分子材料在水處理領域、生物醫(yī)用領域、紡織工業(yè)、造紙工業(yè)、日化領域、食品工業(yè)以及先進功能材料中的應用?！渡锔叻肿硬牧霞皯谩防碚撆c應用并重，廣度與深度相結合，對生物高分子相關從業(yè)人員有一定的幫助和啟示。

書籍目錄

第1章 生物高分子材料簡介
　1.1 纖維素和木質素
　　1.1.1 纖維素和木質素的來源與結構
　　1.1.2 細菌纖維素
　　1.1.3 纖維素的改性
　　1.1.4 木質素的改性
　1.2 淀粉和糊精
　　1.2.1 淀粉和糊精的來源與結構
　　1.2.2 淀粉的改性
　　1.2.3 糊精的改性
　1.3 甲殼素和殼聚糖
　　1.3.1 甲殼素和殼聚糖的來源與結構
　　1.3.2 甲殼素和殼聚糖的改性
　1.4 膠原和明膠
　　1.4.1 膠原和明膠的來源與結構
　　1.4.2 膠原和明膠的改性
　1.5 蠶絲和蛛絲
　　1.5.1 蠶絲和蛛絲的來源與結構
　　1.5.2 蠶絲和蛛絲的改性
　1.6 海藻酸鹽
　　1.6.1 海藻酸鹽的來源與結構
　　1.6.2 海藻酸鹽的改性
　參考文獻
第2章 生物高分子材料在水處理領域中的應用
　2.1 水處理的重要性
　2.2 高分子材料在水處理中的應用形式
　　2.2.1 絮凝劑
　　2.2.2 膜分離技術
　2.3 纖維素和木質素在水處理中的應用
　　2.3.1 纖維素材料在水處理中的應用
　　2.3.2 木質素材料在水處理中的應用
　2.4 淀粉和糊精在水處理中的應用
　　2.4.1 非離子型淀粉衍生物絮凝劑
　　2.4.2 陰離子型淀粉衍生物絮凝劑
　　2.4.3 陽離子型淀粉衍生物絮凝劑
　　2.4.4 兩性淀粉衍生物絮凝劑
　2.5 甲殼素和殼聚糖在水處理中的應用
　　2.5.1 利用甲殼素和殼聚糖材料吸附金屬離子
　　2.5.2 甲殼素和殼聚糖材料在食品工業(yè)廢水處理中的應用
　　2.5.3 甲殼素和殼聚糖在處理印染廢水方面的應用
　　2.5.4 甲殼素和殼聚糖在造紙廢水處理方面的應用
　　2.5.5 甲殼素和殼聚糖材料在含酚廢水處理中的應用
　　2.5.6 甲殼素和殼聚糖用作污泥調理劑
　　2.5.7 甲殼素和殼聚糖在城市生活污水處理方面的應用
　　2.5.8 甲殼素和殼聚糖在飲用水處理中的應用
　2.6 膠原和明膠在水處理中的應用
　　2.6.1 膠原材料對廢水中Cr（Ⅵ）的吸附
　　2.6.2 膠原材料對水溶液中鉛和汞的吸附
　　2.6.3 膠原材料對廢水中磷的去除
　　2.6.4 膠原材料對水體中染料的吸附
　　2.6.5 膠原材料對水體中鉬和礬的吸附
　　2.6.6 膠原材料對水體中放射元素UO+的吸附
　　2.6.7 膠原材料對水體中痕量重金屬離子的富集與測定
　參考文獻
第3章 生物高分子材料在生物醫(yī)用領域中的應用
　3.1 生物醫(yī)用材料簡介
　　3.1.1 藥物緩釋劑簡介
　　3.1.2 醫(yī)用敷料簡介
　　3.1.3 人工皮膚
　　3.1.4 組織工程支架
　3.2 纖維素材料在生物醫(yī)用領域的應用
　　3.2.1 纖維素材料在藥物可控釋放中的應用
　　3.2.2 纖維素材料在組織工程中的應用
　　3.2.3 纖維素材料在醫(yī)用敷料中的應用
　3.3 淀粉材料在生物醫(yī)用領域的應用
　　3.3.1 淀粉材料用作片劑輔料
　　3.3.2 淀粉材料用作血漿代用品
　　3.3.3 淀粉微球用作藥物載體
　　3.3.4 淀粉材料用作組織工程材料
　3.4 甲殼素和殼聚糖材料在生物醫(yī)用領域的應用
　　3.4.1 甲殼素和殼聚糖用于可吸收手術縫合線
　　3.4.2 甲殼素和殼聚糖用于固定化酶載體
　　3.4.3 甲殼素和殼聚糖用于藥物控釋載體
　　3.4.4 甲殼素和殼聚糖材料用于醫(yī)用敷料及人工皮膚
　　3.4.5 甲殼素和殼聚糖用于人工淚液
　　3.4.6 甲殼素和殼聚糖用于組織工程材料
　3.5 膠原和明膠在生物醫(yī)用領域的應用
　　3.5.1 膠原及明膠用作醫(yī)用海綿及敷料
　　3.5.2 膠原及明膠用作人工皮膚
　　3.5.3 膠原及明膠用作骨組織工程支架材料
　　3.5.4 膠原基手術縫合線
　　3.5.5 膠原與明膠藥物載體
　3.6 蠶絲在生物醫(yī)用領域的應用
　　3.6.1 蠶絲材料用作醫(yī)用材料
　　3.6.2 蠶絲材料用作護膚藥品
　　3.6.3 蠶絲材料在生物技術中的應用
　3.7 海藻酸鹽在生物醫(yī)用領域中的應用
　　3.7.1 海藻酸鹽作為藥物控釋載體
　　3.7.2 海藻酸鹽在組織工程化軟骨中的應用
　參考文獻
第4章 生物高分子材料在紡織工業(yè)中的應用
　4.1 纖維素在紡織工業(yè)中的應用
　　4.1.1 傳統(tǒng)纖維素再生纖維
　　4.1.2 新型纖維素再生纖維
　　4.1.3 纖維素超細纖維
　　4.1.4 新型天然植物纖維的開發(fā)與改性
　　4.1.5 纖維素在非織造布領域的應用
　　4.1.6 纖維素醚在紡織領域的應用
　4.2 蠶絲在紡織工業(yè)中的應用
　　4.2.1 蠶絲應用于服裝的優(yōu)點
　　4.2.2 蠶絲蛋白纖維的改性
　　4.2.3 用蠶絲蛋白改性合成服裝材料
　　4.2.4 功能性絲織物
　4.3 淀粉在紡織工業(yè)中的應用
　　4.3.1 淀粉材料在上漿中的應用
　　4.3.2 淀粉材料在印花染色中的應用
　　4.3.3 用淀粉材料改善織物手感
　4.4 膠原和明膠在紡織工業(yè)中的應用
　　4.4.1 膠原蛋白對桑蠶絲結構與性能的改性研究
　　4.4.2 膠原蛋白對棉纖維結構與性能的改性研究
　　4.4.3 膠原蛋白與合成纖維的共混改性研究
　　4.4.4 膠原蛋白和明膠與絲素、殼聚糖靜電紡絲制備共混納米復合纖維
　參考文獻
第5章 生物高分子材料在造紙工業(yè)中的應用
第6章 生物高分子材料在日化等領域的應用
第7章 生物高分子材料在食品工業(yè)的應用
第8章 生物高分子在先進功能材料中的應用

章節(jié)摘錄

版權頁：插圖：1.1.2細菌纖維素細菌纖維素（bacterial cellulose，BC）是一種天然的生物高聚物，具有生物活性、生物可降解性、生物適應性，具有高結晶度、高持水性、超細納米纖維網絡、高抗張強度和彈性模量等許多獨特的物理、化學和力學性能。高結晶度和高化學純度。不含半纖維素、木質素和其他細胞壁成分，以100%纖維素的形式存在，提純過程簡單。高持水性。其內部有很多“孔道”，有良好的透氣、透水性能，能吸收60～700倍于其干重的水分，并具有高濕強度。高抗張強度和彈性模量。細菌纖維素經洗滌、干燥后，楊氏模量可達10MPa，經熱壓處理后，楊氏模量可達30MPa，比有機合成纖維的強度高4倍。極佳的形狀維持能力和抗撕力。細菌纖維素膜的抗撕能力比聚乙烯膜和聚氯乙烯膜要強5倍。較高的生物適應性和良好的生物可降解性。最終降解成單糖等小分子物質。生物合成時性能和形狀的可調控性。通過調節(jié)培養(yǎng)條件，可得到化學性質有差異的細菌纖維素。細菌纖維素由于具有獨特的生物親和性、生物相容性、生物可降解性、生物適應性、高持水性和結晶度、良好的納米纖維網絡、高張力和強度以及良好的機械韌性，被廣泛地應用于食品、化工，造紙、醫(yī)藥及組織工程等領域，是國際生物醫(yī)用材料研究的熱點之一。1.1.3 纖維素的改性纖維素可以通過改性獲得具有特殊性能的纖維素衍生物。纖維素改性產品主要指纖維素分子鏈中的羥基基團被部分或全部酯化或醚化反應后的生成物，主要包括纖維素醚和纖維素酯類，也包括酯醚混合衍生物。經過改性后的纖維素，其功能的多樣性和應用的廣泛性都得到了很大提高，并且纖維素功能材料所具有的環(huán)境協(xié)調性，使其成為目前材料研究中最為活躍的領域之一。纖維素衍生物是指纖維素的羥基基團部分或全部被酯化或醚化而形成的一系列化合物，主要可分為纖維素酯和纖維素醚兩類。纖維素分子鏈中由于含有大量的氫鍵，使纖維素分子結構緊密，結晶度較高。大多數(shù)反應試劑只能滲透到纖維素的無定形區(qū)，而不能進入緊密的晶區(qū)。由于結晶區(qū)和非結晶區(qū)（無定形區(qū)）共存的復雜形態(tài)結構，以及分子內和分子間氫鍵的影響，纖維素很難溶于普通的溶劑，這就決定了纖維素多數(shù)的化學反應都是在多相介質中進行的，難以進行均勻的化學改性。此外，纖維素鏈中葡萄糖基環(huán)上3個羥基的反應能力也不一樣。

編輯推薦

《生物高分子材料及應用》是由化學工業(yè)出版社出版的。

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