可再生天然材料

可再生天然材料况烨环境工程环境友好材料重点回顾第一篇重点阐述了资源能源、材料和生态环境三者之间相互影响、相互制约的关系，强调了生态设计、循环经济和低碳经济理念对环境友好材料研发的重要性，为后面章节奠定了较坚实的理论基础。第二篇提供了研发和评价不同类型环境友好材料的方法，对于开发和利用环境友好材料具有一定的参考借鉴价值。第三篇环境友好材料的主要品种第一章可再生天然材料导读从资源的可持续利用、环境保护和生物亲和性以及环境可消纳性等方面出发，天然材料，尤其是能再生的天然材料的利用自然成为环境友好材料研究中的热点领域。可再生天然材料源于自然，具有良好的可环境消纳特性，对研究为实现人类的可持续发展具有积极的意义。第一章可再生天然材料1.木材2.竹材3.纤维素6.天然漆4.甲壳素与壳聚糖7.杜仲胶5.淀粉第一节木材1.木材的结构与成分主要由管状细胞结构和软组织构成，主要成分是木质素、半纤维素和纤维素。第一节木材木材的基本性质质轻而强度高，比强度大良好的弹塑性木材是良好的热绝缘和电绝缘材料湿涨、干缩、易于变形

木材存在强度不够高，易腐蚀，变色，易膨胀，易燃等缺点。第一节木材2.木材的主要应用建筑行业：与钢材、水泥并称为三大建筑材料。造纸工业第一节木材3.木材的环境特性第一节木材4.木材的改性

木材

浸渍处理减压注入加热注入化学装饰对木材外形修饰，形状加工，组合等物理改性化学改性整体改性表面改性细微复合处理第二节竹材1.竹材的生长特点与结构特征多年生木本，具有致密性好，材质柔韧，结构致密，质感爽滑，纹理清晰，价格低廉，等特点，我国竹子种类繁多，资源丰富，以毛竹分布最多，开发应用最广。竹材的抗拉、抗压强度都比较好，延伸率比较高，具有较好的力学性能。第二节竹材2.竹材的主要应用造纸领域：新华网报道专家称中国应大力发展竹材制浆造纸缓解木材供需矛盾化工领域：羧甲基纤维素等化工产品竹废料综合利用：竹炭传统用途第二节竹材3.展望木材可伐资源的日渐减少，木材的供需矛盾显得越来越严重。树立“以竹胜木”的新思维，实现竹产业可持续发展的必由之路。第三节纤维素1.纤维素的结构与性质纤维素的结构图第三节纤维素1.纤维素的结构与性质溶解性在常温下，它是比较稳定的，这是因为纤维素分子之间存在氢键力。纤维素水解在一定条件下，纤维素与水发生反应。反应时氧桥断裂，同时水分子加入，纤维素由长链分子变成短链分子，直至氧桥全部断裂，变成葡萄糖。纤维素氧化纤维素与氧化剂发生化学反映，生成一系列与原来纤维素结构不同的物质。第三节纤维素2.纤维素的改性复合改性纤维素与其他材料复合接枝改性改性纤维素的接枝共聚是是在保留纤维素固有的优点不被破坏的同时赋予其新的性能。纤维素接枝共聚主要方法有自由基聚合、离子型共聚及缩聚与开环聚合。衍生化改性纤维素酯类是指在酸催化作用下，纤维素分子链中的羟基与酸、酸酐、酰卤等发生酯化反应的生成物。第三节纤维素3.在环境材料中的应用纤维素无纺布：主要用于工业用材和生活用品。海绵：用于医用和餐具洗涤。纤维素分离净化膜：纤维素及其衍生物通过薄膜化，可制得各种分离膜，这些分离膜广泛应用于反渗透、超滤、气体分离等膜分离工艺中。第三节纤维素4.新的再生纤维素纤维tencel（天丝）5.高压蒸汽处理和超级纤维素纤维的开发以及模仿棉的高级结构的纤维第四节甲壳素和壳聚糖1.性质分子结构甲壳素是类似纤维素的生物聚合物，含量汉次于纤维素，为世界上第二大类有机化合物，广泛存在于动物和真菌中，其中海生的无脊椎动物和昆虫的外壳甲壳素量较多。同时制备简单，在美国和日本生产已经工业化。甲壳素脱去分子中的乙酰基，就转变为壳聚糖。第四节甲壳素和壳聚糖1.性质不溶于水和碱溶液，可溶于稀酸，溶于稀酸时呈粘调状。壳聚糖经过交联反应能形成与人工合成的鳌合树脂极为相似的聚合物，有一定机械强度和重复使用性，整合金属离子的性能也大大改善。壳聚糖具有良好的成膜性，涂抹后很快形成薄膜。壳聚糖通过络合反应和离子交换作用可吸附染料、蛋白质、氨基酸、核酸、酚、卤素等物质。第四节甲壳素和壳聚糖2.改性甲壳素和壳聚糖的改性化学改性酰化反应接枝共聚醚化改性共混改性第四节甲壳素和壳聚糖甲壳素和壳聚糖的应用生物医用材料功能材料环境治理上的应用可吸收的手术缝合线，人造皮肤等生物医用高分子，离子交换剂，离子吸附剂等对重金属离子和无机化合物的吸附对有机物的吸附和净化第五节淀粉1.定义淀粉是葡萄糖的高聚体，在餐饮业又称芡粉，通式是(C6H10O5)n

。淀粉是植物光合作用的产物．许多作物如大米、小麦、玉米、薯类．其干物质的主要成分皆为淀粉。天然淀粉是一种重要的能源物质。第五节淀粉2.变形淀粉的应用为改善淀粉的性能、扩大其应用范围，在淀粉分子上引入新的官能团或改变淀粉分子大小和淀粉颗粒性质，从而改变淀粉的天然特性，使其更适合于一定应用的要求。这种经过二次加工，改变性质的淀粉统称为变性淀粉。第五节淀粉2.变形淀粉的应用食品工业造纸工业纺织工业塑料工业第六节天然漆1.天然漆的特性俗称大漆，以漆树汁为原料经加工而成的涂料。我国天然漆资源最丰富，漆液质地优良，天然漆除了其本身具有耐酸、耐热、防腐、漆膜坚硬且耐磨强度大、与其调配的色料的色彩经久不变等的物理性质外，它还具有独特的美学品格。第六节天然漆2.天然漆的应用与开发绿色涂料

1.精制生漆，新研制的U-7及U-8黑抛光漆和传统漆在日用家具方面应用广泛。

2.漆酚改性涂料可以制备出具有特殊性能，无毒，快干或烘干型涂料。非涂料应用：饱和漆酚冠醚可作为离子选择电极的中性载体和气相色谱的固定液。制备离子选择电极：以生漆为基体来制作离子选择电极，具有耐久，稳定，敏感度高等的特点。第七节杜仲胶1.定义杜仲胶是产自杜仲树的天然高分子材料，与三叶橡胶（天然胶）是同分异构体。杜仲为我国特有的植物，杜仲胶也是除三叶橡胶之外目前世界惟一具有巨大开发前景的优质天然胶资源。第七节杜仲胶2.杜仲胶的应用与发展前景最初的高尔夫球是用羽毛做芯，但羽毛式高尔夫球不耐久，特别是遇上雨天，缝纫线容易断，常导致球在飞行中破裂，羽毛漫天飞扬。19世纪五十年代末出现了“橡胶球”，这种球是用类似橡胶的杜仲胶制成。第七节杜仲胶杜仲胶具有低温可塑性、形状记忆特性、橡胶型高弹性。根据不同的特性可以开发出不同的材料。基于低温可塑性，已经开发出了骨科外固定及矫形夹板，运动员护支具及假肢套。由于形状记忆特性，开发出了形状记忆玻璃仪器接管及高真空接管。根据高弹性，与顺丁胶共混制成的轮胎可以安全行驶两年。思考天然材