天然高分子改性材料及其應(yīng)用-考場(chǎng)重點(diǎn)資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上變性淀粉在造紙上的應(yīng)用：1.濕部應(yīng)用機(jī)理技術(shù)：提高紙張物理強(qiáng)度，提高細(xì)小纖維和填料的留著率，提高濾水性能，改善施膠效果；2.層間噴霧機(jī)理及技術(shù)：提高紙和紙板的挺度，表面強(qiáng)度，環(huán)壓強(qiáng)度等；3.表面施膠中的應(yīng)用技術(shù)：增加紙業(yè)抗水性、表面強(qiáng)度，提高耐破、耐折等物理強(qiáng)度指示；4.在涂布粘合中的應(yīng)用技術(shù)：變性淀粉作涂布的優(yōu)點(diǎn)具有良好的溶性具有良好的保水性能提供刮刀涂布的流變性有較寬的粘度范圍與合成膠乳具有良好的相容性；5.在涂布白板紙中的協(xié)同應(yīng)用技術(shù)；6.紙制品淀粉粘合劑：瓦楞紙、紙袋紙、瓶標(biāo)簽淀粉、膠粘帶淀粉、信封郵票用淀粉。陽(yáng)離子淀粉在造紙上的應(yīng)用：1.能改善紙的耐破性，抗

2、張力，耐折度、抗掉毛性等許多物理性能；2.提高松香，礬土的施膠效果；3.提高紙漿濾水性能和抄造速度；4.能提高各種染料的填料的保留率，從而降低造紙成本；5.作為膠乳，合成樹(shù)脂，AKD等的固定劑和乳化劑，效果良好；6.減少?gòu)U水污染的程度。甲殼素、殼聚糖在造紙上的應(yīng)用：1.施膠：溶解性差2.增強(qiáng)：氫鍵3.助流助濾：天然高分子中唯一帶正電的物質(zhì)4.紙張整理5.特種紙6.廢水處理：除重金屬7.其他助劑。高分子材料分類(lèi)：1.來(lái)源：天然高分子材料（淀粉、纖維）半合成高分子材料（消化纖維）合成高分子材料（有機(jī)玻璃、滌綸、尼龍）2.用途：塑料、橡膠、纖維、涂料、粘合劑、高分子基復(fù)合材料3.組成和功能：有機(jī)高分

3、子（聚乙烯）無(wú)機(jī)高分子（SiO2）復(fù)合高分子（橡膠）生物高分子（蛋白質(zhì)）4.受熱后變化：熱固性（聚乙烯、聚丙烯）、熱塑性（酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂）。天然高分子材質(zhì)來(lái)源：1.植物：纖維素、半纖維素、木素、樹(shù)膠類(lèi)、果膠、淀粉、蛋白質(zhì)、天然橡膠、生漆2.動(dòng)物：甲殼素和殼聚糖、蛋白質(zhì)、核酸、透明質(zhì)酸、絲蛋白3.微生物：由微生物直接得到，黃原膠、真菌多糖發(fā)酵得到，聚乳酸、聚乙內(nèi)酯。天然高分子種類(lèi)：多聚糖類(lèi)（淀粉），多聚肽類(lèi)（蛋白質(zhì)）遺傳信息物質(zhì)（DNA、RNA）動(dòng)植物分泌物（天然橡膠）。天然高分子材料優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低，來(lái)源廣、綠色清潔、可降解可再生。缺點(diǎn)：加工性很差，難以通過(guò)常用的塑料加工方法成型，力學(xué)性能、耐

4、環(huán)境性存在缺陷，應(yīng)用范圍窄。改性途徑：天然高分子的溶解和熔融衍生化改性接枝共聚物理共混互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)三大熱分析差別：1. TGA熱重分析A影響曲線因素儀器因素：浮力、試樣盤(pán)、揮發(fā)物的冷凝等實(shí)驗(yàn)條件：升溫速率、氣氛等試樣的影響：試樣質(zhì)量、粒度等B應(yīng)用：聚合物熱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)、聚合物組成的剖析、研究聚合物中添加劑的作用、研究聚合物的講解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。2.DTA熱差分析3.DSC示差掃描量熱法應(yīng)用：聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變的研究、聚合物熔融結(jié)晶轉(zhuǎn)變的研究、兩相聚合材料結(jié)構(gòu)特征的研究、聚合物的化學(xué)轉(zhuǎn)變的研究、用DSC曲線確定加工條件。布拉格方程(2dsin=n，半衍射角、d晶面距離、波長(zhǎng))應(yīng)用：1.結(jié)構(gòu)分析：用已

5、知的X-ray照射晶體，通過(guò)測(cè)量求得晶面距離，測(cè)定晶體結(jié)構(gòu)或進(jìn)行物相分析2. X-ray光譜學(xué)（測(cè)波長(zhǎng)）：用已知d的晶體來(lái)反射從樣品發(fā)射出來(lái)的X-ray通過(guò)測(cè)量求得未知X-ray的波長(zhǎng)。X射線衍射：光遇到障礙物或小孔后，偏離直線傳播，且強(qiáng)度隨物質(zhì)變化，在屏幕上出現(xiàn)明暗條紋。應(yīng)用：1物相分析：不僅分析化學(xué)組成，還能給出元素結(jié)合狀態(tài)，區(qū)分晶態(tài)非晶態(tài)、聚合物鑒定、識(shí)別晶體類(lèi)型2測(cè)定結(jié)晶度：物質(zhì)或材料中晶態(tài)部分占總體的質(zhì)量或體積酚比，是體系聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的清晰表征3測(cè)定晶粒尺寸：大量晶粒個(gè)別尺寸的一種平均統(tǒng)計(jì)。產(chǎn)生X射線方法：平板照射法、衍射儀法。紅外光譜定義：樣品受到頻率連續(xù)變化的紅外光照射時(shí)，分子吸收

6、其中一些頻率的輻射，分子振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)引起偶極矩的凈變化，使振-轉(zhuǎn)能級(jí)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，而形成的分子吸收光譜，稱(chēng)為紅外光譜。紅外光譜儀分類(lèi)：1色散型紅外光譜儀：光源、樣品室、單色器、檢測(cè)器、記錄顯示裝置（利用單色器作為色散元件）2傅里葉變換紅外光譜儀：光源、邁克爾遜干涉器、樣品室、檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)（利用光的干涉作用進(jìn)行測(cè)定，無(wú)色散元件）纖維素改性材料：1纖維素的接枝共聚改性材料（接枝共聚反應(yīng)的類(lèi)型：自由基聚合、離子型共聚及縮聚與開(kāi)環(huán)聚合。常用的引發(fā)方法：輻射引發(fā)、光引發(fā)、化學(xué)引發(fā)。應(yīng)用：高吸水性材料、吸附重金屬材料、吸油材料）；2纖維素的交聯(lián)改性材料（應(yīng)用：進(jìn)一步提高纖維及其衍生物的吸水性改變和織

7、物的性質(zhì)，提高纖維的抗皺性，并可用作色譜柱的填充材料）3纖維素共混改性材料（熔融共混、溶液共混。應(yīng)用：由于強(qiáng)的氫鍵作用，可以得到性能優(yōu)異的共混材料，不僅有良好的力學(xué)性能，還能保持共混組分的功能）4纖維素復(fù)合材料（麻纖維和竹纖維復(fù)合有較高的比強(qiáng)度和比剛度。1共混：兩種聚合進(jìn)行混合2復(fù)合：采用顆粒，纖維或織物對(duì)聚合物進(jìn)行增強(qiáng)）纖維材料改性途徑：酯化、醚化、交聯(lián)改性、接枝共聚物、復(fù)合改性、共混改性纖維素的溶解：1.衍生化溶劑：溶解過(guò)程中與纖維反應(yīng)生成部分取代的反應(yīng)中間體NaOH/CS2:18%左右的強(qiáng)堿與纖維素，再與CS2反應(yīng)生成纖維素黃原酸酯，該衍生物中間體溶于強(qiáng)堿后得到纖維素黏膠液N-N-二甲配

8、胺/N2O4體系：N2O4與纖維素反應(yīng)生成亞硝酸酯中間衍生物，溶于DMF中二甲亞砜DMSO/多聚甲醛（PF）體系：PF受熱分解產(chǎn)生的甲醛與纖維素的-OH反應(yīng)生成羥甲基纖維素，羥甲基纖維素溶解在DMSO中。2.非水相非衍生化溶劑：不與纖維發(fā)生反應(yīng)N-N-二甲基乙?；罚―MAC）體系N-甲基氧化嗎啉（NMMO）體系：NMMO分子中的強(qiáng)極性官能團(tuán)NO上氧原子的兩對(duì)弧對(duì)電子和水分子或纖維素大分子的羥基形成強(qiáng)的氫鍵，生成纖維素-NMMO絡(luò)合物3.水相非衍生化溶劑金屬絡(luò)合物：銅氨中的Cu2+ 可以?xún)?yōu)先與纖維素的吡喃環(huán)C2、C3位的-OH形成五元螯合環(huán)，破壞纖維素分子內(nèi)與分子間的氫鍵具有較高溶解能力堿金屬

9、氧化物離子型溶劑：通過(guò)溶劑對(duì)纖維素大分子間的相互作用，破壞纖維素分子內(nèi)和分子間存在的大量氫鍵。甲殼素、殼聚糖、纖維素的結(jié)構(gòu)式:(淀粉單體為纖維素右半部分)物理性能：外觀、溶解性、結(jié)晶度、黏度（以1%殼聚糖乙酸溶液）>1000x10-3PaS 高黏度 100100中粘度 <100 低粘度。脫乙酰度和黏度是殼聚糖的主要性質(zhì)指標(biāo)，甲克素的基本單位是乙酰氨基葡萄糖，殼聚糖的基本單位是氨基葡萄糖。脫乙酰度:乙?；c脫乙?；g的平衡程度，其大小影響甲殼素和殼聚糖的溶解性，影響殼聚糖溶解度（乙酰度>50%溶解性好）等級(jí) 5570%低脫乙酰度殼聚糖 7085%中 8095%高 95100%

10、超高 。造紙工業(yè)中的界面作用1氫鍵：羥基、氨基官能團(tuán)中的氫與纖維素中的羥基形成氫鍵2離子鍵：紙漿纖維-有羧基，殼聚糖-有氨基堿性基團(tuán)，二者有NH3OOC結(jié)合3共價(jià)鍵：纖維素有醛基和氨基，作用較弱4范德華力：分子間作用力。造紙中的應(yīng)用：施膠劑（漿內(nèi)施膠，表面施蠟），增強(qiáng)劑，主流助濾劑（增加紙漿在纖維上的留著率），廢水處理，特種紙（以殼聚糖為主要材料或配料所制成的食品包裝紙、絕緣紙、復(fù)印紙、無(wú)碳復(fù)寫(xiě)紙）紙張具有吸水性原因：1氫鍵2纖維間的孔隙造成毛細(xì)管現(xiàn)象。淀粉顆粒形狀：球形、橢圓形、多邊形。直鏈淀粉的功能性：成膜性、質(zhì)構(gòu)調(diào)整、脂肪模擬、凝膠性、促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)素的吸收。支鏈淀粉的功能性：抗老化特性、改善

11、凍融穩(wěn)定性、增稠作用。高膨脹性與吸收性。淀粉光學(xué)性能：偏光十字把淀粉顆粒分成四區(qū)，不同淀粉偏光十字的位置、形狀、明顯程度有差別。糊化的定義：將淀粉乳加熱，淀粉顆?？赡嫖蛎?，加熱至某一溫度時(shí)，顆粒突然膨脹達(dá)原體積的幾倍到幾十倍，晶體結(jié)構(gòu)消失，變成半透明粘稠的糊狀物質(zhì)，這種現(xiàn)象叫淀粉的糊化。本質(zhì)：水分子進(jìn)入淀粉粒中，結(jié)晶相和無(wú)定形相淀粉之間氫鍵斷裂。影響因素：顆粒大??；直鏈淀粉含量；電解質(zhì)；堿；脂；糖類(lèi)、鹽類(lèi)；有機(jī)化合物；水分；親水性高分子。淀粉糊的性質(zhì):膨潤(rùn)率和溶解度；黏度；凝膠性；糊的質(zhì)構(gòu)；糊的透明度；淀粉膜的性質(zhì)。老化定義：淀粉溶液或淀粉糊在低溫下靜置一段時(shí)間，渾濁度增加，溶解度降低，甚

12、至出現(xiàn)沉淀，如果冷卻速度快，溶膠體就會(huì)變成凝膠體。影響因素：分子結(jié)構(gòu)；分子量大??；直鏈淀粉和支鏈淀粉分子比例；無(wú)機(jī)鹽類(lèi)；冷卻速度；PH值；淀粉溶液濃度；乳化劑；溫度；蛋白質(zhì)變性淀粉定義：在淀粉所具有的固有特性基礎(chǔ)上，為改善淀粉的性能和擴(kuò)大應(yīng)用范圍，利用物理、化學(xué)或酶處理法處理，改變淀粉天然性質(zhì)，增加某些功能性或引入新特性，使其更適合于一些應(yīng)用要求。變性方法分類(lèi)：1物理變性-利用加熱、加壓、輻射等物理方法；2化學(xué)變化-淀粉分子量下降或分子量上升；3生物改性-各種酶處理，改變顆粒特性、鏈長(zhǎng)分布及糊的性質(zhì)；4復(fù)合變性-采用兩種以上處理方法得到變性淀粉。目的：改善蒸煮特性，降低糊化溫度；延緩老化；增加

13、糊的穩(wěn)定性；改善糊及凝膠的透明度及光澤；引入疏水基團(tuán)，提高乳化性；提高營(yíng)養(yǎng)特性。投射電鏡主要結(jié)構(gòu)：電子光學(xué)系統(tǒng)【1照明系統(tǒng)（電子槍、聚光鏡）2成像系統(tǒng)（試樣室、物鏡、中間鏡、投影鏡）3觀察記錄系統(tǒng)（觀察室、照相機(jī)構(gòu)）】、電源與控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)。工作原理：利用電子攝像（或稱(chēng)電子束也稱(chēng)電子波）穿透樣品，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，產(chǎn)生立體角散射，散射角大小與樣品的密度、厚度相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像，而后經(jīng)多級(jí)電子放大后成像于熒光屏。原子力顯微鏡原理：在原子力顯微鏡系統(tǒng)中，是利用微小探針與待測(cè)物之間交互作用力來(lái)呈現(xiàn)待測(cè)物的表面之物理特性。三大熱差分析差別：1熱重分析TGA:樣品質(zhì)量變

14、化對(duì)溫度的關(guān)系；2差熱分析DTA：樣品中參比物之間的溫度差對(duì)溫度的關(guān)系（T=TSTr）;3示差掃描量熱法DSC:樣品中參比物之間的熱流量差對(duì)溫度的關(guān)系(T=0)。投射電鏡主要結(jié)構(gòu)：電子光學(xué)系統(tǒng)【1照明系統(tǒng)（電子槍、聚光鏡）2成像系統(tǒng)（試樣室、物鏡、中間鏡、投影鏡）3觀察記錄系統(tǒng)（觀察室、照相機(jī)構(gòu)）】、電源與控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)。工作原理：利用電子攝像（或稱(chēng)電子束也稱(chēng)電子波）穿透樣品，電子與樣品中的原子碰撞而改變方向，產(chǎn)生立體角散射，散射角大小與樣品的密度、厚度相關(guān)，因此可以形成明暗不同的影像，而后經(jīng)多級(jí)電子放大后成像于熒光屏。原子力顯微鏡原理：在原子力顯微鏡系統(tǒng)中，是利用微小探針與待測(cè)物之間交互作用力來(lái)呈現(xiàn)待測(cè)物的表面之物理特性。三大熱差分析差別：1熱重分析TGA:樣品質(zhì)量變化對(duì)溫度的關(guān)系；2差熱分析DTA：樣品中參比物之間的溫度差對(duì)溫度的關(guān)系（T=TSTr）;3示差掃描量熱法DSC:樣品中參比物之間的熱流量差對(duì)溫度的關(guān)系(T=0)。掃描電鏡的工作原理：從電子槍陰極發(fā)出的電子束，受加速電壓作用射向鏡筒，經(jīng)過(guò)匯聚作用縮小成直徑幾毫米的電子探針，探