第1章绪论天然高分子材料

第一章绪论12主要内容高分子材料发展简史合成聚合物材料引发的问题天然高分子材料简介教材及参考书目3检验真理的标准实践？时间？与其向美国学习，

不如向自然学习。一直被模仿从未被超越与天地合德必生生不息与天地离德必灾祸夭折人法地地法天天法道道法自然——

《道德经》4出淤泥而不染？笑指白莲闲处看污泥香里养灵珠5Lotuseffect-超疏水自清洁纳米涂料Sharkskinisveryrough,coveredbylittleV-shapedbumps,madefromthesamematerialassharks'teeth.Theroughsurfacehasbeenshowntoreducefrictionwhenthesharkglidesthroughwater,whichiswhysharksaresurprisinglyquickandefficientswimmers.SwimLiketheSharks7高分子科学发展简史。。。。。。15世纪，美洲玛雅人，天然橡胶1812年，化学家在用酸水解木屑、树皮、淀粉等植物的实验中得到了葡萄糖，证明淀粉、纤维素都由葡萄糖组成。

81826年，M.Faraday通过元素分析发现橡胶的单体分子是C5H8，后来人们测出C5H8的结构是异戊二烯。就这样，人们逐步了解了构成某些天然高分子化合物的单体。1839年，美国人CharlesGoodyear发现天然橡胶与硫磺共热后明显地改变了性能，使它从硬度较低、遇热发粘软化、遇冷发脆断裂的不实用的性质，变为富有弹性、可塑性的材料。91869年，美国人JohnWesleyHyatt把硝化纤维、樟脑和乙醇的混合物在高压下共热，制造出了第一种人工合成塑料“赛璐珞”(cellulose)。“赛璐珞”是由天然的纤维素加工而成的，并不是完全人工合成的塑料。人类历史上第一种完全人工合成的塑料是在1909年由美国人LeoBaekeland用苯酚和甲醛制造的酚醛树脂，又称贝克兰塑料。101920年，德国科学家HermannStaüdinger发表了“关于聚合反应”(UberPolymerization)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。1953年，Staüdinger获得诺贝尔奖。

111935年，杜邦公司基础化学研究所有机化学部的卡罗瑟斯(WallaceH.Carothers，1896-1937)合成出聚酰胺66，即尼龙。1940s,PeterDebye发明了通过光散射测定高分子物质分子量的方法。1948年，PaulFlory建立了高分子长链结构的数学理论。1950s，德国人齐格勒(KarlZiegler)与意大利人纳塔(GiulioNatta)分别用金属络合催化剂合成了聚乙烯与聚丙烯。121955年，美国人利用齐格勒-纳塔催化剂聚合异戊二烯，首次用人工方法合成了结构与天然橡胶基本一样的合成天然橡胶。1971年，S.LWolek发明可耐300oC高温的Kevlar。。。。。。。13合成聚合物材料引发的问题

Theproblemswithsynthesizedpolymers能源危机环境危机(3R工程：Reduction,Reuse,Recycle)安全性(Thetoxicityofplasticsisnotfullyunderstoodoradequatelytested)14中国城市垃圾处理情况填埋landfill焚烧incineration堆肥composting综合处理和丢弃comprehensivedisposalanddiscarding可降解聚合物可生物降解聚合物天然高分子材料Naturalpolymers/biopolymers15SometermsrelatedtobiopolymersRenewableAcharacteristicofamaterialorresourcethatiscomposedofbiomassfromalivingsourceandwhichcanbecontinuallyreplenished.

16BiomassArenewableenergysource,isbiologicalmaterialfromliving,orrecentlylivingorganisms.Note:Thisincludeswasteofbiologicalorigin.

天然高分子材料来源于天然高分子材料的合成聚合物17BiodegradableCapableofbeingbrokendownespeciallyintoinnocuousproductsbytheactionoflivingthings(asmicroorganisms)易于生物降解的高分子材料：含糖苷键、肽键和脂肪族酯键的高分子材料18CarbonFootprintAcarbonfootprintisthetotalamountofCO2andothergreenhousegasesemittedoverthefulllifecycleofaproductorservice.怎样喝水，其过程中的碳足迹为0？19Low-CarbonEconomyALow-CarbonEconomy(LCE)orLow-Fossil-FuelEconomy(LFFE)isaneconomywhichhasaminimaloutputofgreenhousegas(GHG)emissionsintothebiosphere,butspecificallyreferstothegreenhousegascarbondioxide.“低碳经济”的理想形态:充分发展“阳光经济”、“风能经济”、“氢能经济”、“生物质能经济”。20天然高分子是没有经过人工合成的，天然存在于动物、植物和微生物内的大分子有机化合物。天然高分子材料简介2122天然高分子材料的应用涉及人类生活的方方面面NaturalpolymersSyntheticpolymersNaturalpolymers24天然高分子及其衍生物性质多样、种类丰富，在众多的应用中日益重要。生命体能够合成多种多样的高分子，根据其化学结构的不同可以将天然高分子分为8大类：核酸，如核糖核酸和脱氧核糖核酸；聚酰胺，如蛋白质和聚氨基酸；多糖，如淀粉、纤维素、甲壳素和黄原胶；有机聚氧酯，如聚羟基脂肪酸酯、聚苹果酸酯和角质；聚硫酯，最近才见报道；无机聚酯，以聚磷酸酯为唯一代表；类聚异戊二烯，如天然橡胶或古塔波胶；聚酚，如木质素和腐殖酸。25天然高分子材料的特性来源广泛可再生可生物降解环境友好生物相容性好26本课程主要介绍的天然高分子材料纤维素(cellulose)淀粉(starch)甲壳素和壳聚糖(chitin&chitosan)胶原和明胶(collagen&gelatin)蚕丝和蜘蛛丝（silkandspidersilk）聚(-羟基丁酸酯)(Poly(-polyhydroxybutyrate),PHB)多糖蛋白质脂肪族聚酯参考书目：生物高分子材料及应用，郑学晶等主编，化学工业出版社天然高分子改性材料及应用，张俐娜主编，