生物降解高分子材料及其应用PDF电子书下载

第1章 总论 1

第1节 高分子降解性概念 3

一、高分子材料的降解性 3

二、生物降解高分子现状 4

三、降解高分子的分类 5

四、生物降解试验评价法 7

第2节 合成高分子的生物降解性 8

（一）高分子结构的降解性 9

一、高分子结构与降解性关系 9

（二）常见高分子主链的降解性 10

二、常用高分子的降解性 12

第3节 高分子降解理论 15

一、降解形式与特点 15

二、生物降解特点 17

三、光降解 18

（一）光降解概述 18

（二）光降解机理 19

（三）光降解高分子的类型 19

四、光-生物复合降解 20

第4节 生物降解材料的现状 21

一、降解材料的必要性 21

二、目前处理现状与对策 22

三、生物降解评价法 30

第5节 降解高分子开发与设计 30

一、生物降解型 30

（一）掺混型 31

（二）结构型 31

（一）引入光敏基团 35

二、光分解型 35

（二）添加光敏剂 38

三、光-生物降解聚合物 40

四、生物降解的课题 41

（一）生物崩解型塑料 41

（二）完全降解型塑料 42

参考文献 43

第2章 天然高分子 48

第1节 淀粉 48

一、淀粉基生物降解高分子 48

二、淀粉的结构与性质 51

三、淀粉降解机理 52

四、淀粉改性方法 54

（一）糊精的制备 54

（二）酸改性淀粉 56

（三）淀粉的氧化改性 57

（四）交联淀粉 61

（五）淀粉磷酸酯 63

（六）淀粉黄原酸酯 65

（七）淀粉的醚化 66

（八）淀粉的接枝共聚 68

五、淀粉基聚合物的制造 73

（一）物理共混 73

（二）化学共聚 78

（三）热塑性淀粉 78

（四）全淀粉塑料 78

（五）微结构混合 79

六、问题与前景 79

一、前言 80

第2节 纤维素 80

二、结构及性质 81

三、化学性质 84

（一）降解反应 84

（二）还原反应 87

四、纤维素的预处理 88

（一）化学预处理方法 88

（二）物理预处理方法 91

五、化学改性 95

（三）生物技术 95

（一）酯化 96

（二）醚化 103

（三）纤维素的接枝共聚 105

（四）纤维素的交联 108

六、物理性质 110

七、纤维素膜及塑料 112

（一）纤维素膜 112

（二）纤维素塑料 113

八、纤维素塑料降解性 116

一、甲壳素的来源 118

第3节 甲壳素与壳聚糖 118

二、甲壳素的性质 120

三、甲壳质（胺）和壳聚糖的改性 121

四、甲壳素基生物降解高分子 125

五、壳聚糖-纤维素复合材料 128

六、壳聚糖-淀粉复合材料 134

第4节 木质素 136

一、前言 136

二、木质素的分离与性质 136

三、木质素的结构 137

四、木质素的化学性质 139

（一）制浆反应 139

（二）木质素的漂白反应 145

（三）木质素的降解 147

（四）木质素的化学改性 149

五、木质素的应用 155

第5节 木质纤维素与木质原料 157

一、木质纤维素 157

（一）概述 157

（二）木质纤维素与热固性聚合物的复合 158

二、木质原料 161

（一）木质生物原料的化学液化 162

（二）木质生物原料化学液化制备燃油 165

（三）木质塑料 166

（四）甘蔗渣聚氨酯 166

第6节 废弃植物原料的液化及其聚氨酯的合成 167

一、前言 167

二、基于树皮（缩合单宁）的聚氨酯材料 170

（一）单宁聚氨酯模型化合物的合成 171

（二）用单宁合成生物降解性聚氨酯弹性体 175

（三）用树皮合成生物降解性聚氨酯材料 178

三、废弃天然纤维素的液化 180

四、其他废弃植物原料的液化 186

（一）稻草和米糠 186

（二）玉米棒芯 190

第7节 蛋白质 193

一、蛋白质的组成和性质 193

（一）蛋白质的组成 193

（二）蛋白质的性质 194

二、蛋白质的改性 195

（一）物理改性 195

（二）化学改性 196

三、蛋白质的生物降解原理 203

四、蛋白质的应用 203

第8节 天然橡胶型高分子的生物降解 204

一、前言 204

三、加硫橡胶制品的微生物劣化 205

二、未加硫的天然橡胶的分解微生物 205

参考文献 206

第3章 生物合成塑料 217

第1节 微生物合成塑料 218

一、聚羟基脂肪酸酯（PHA）的微生物合成 219

（一）PHB的合成 222

（二）PHB的性质 227

二、共聚聚酯PHBV的微生物合成 228

（一）A.eutrophus生产的共聚聚酯 228

（二）PHBV的生物合成途径 230

（三）PHBV的性质、生产及应用 231

三、微生物聚酯的生物分解性 233

四、聚羟基链烷酸（PHAs） 235

（一）合成PHAs的微生物 236

（二）葱头假单胞菌合成PHAs 238

五、PHB和PHBV的加工应用 239

六、微生物聚酯的前景 240

第2节 转基因植物合成塑料 241

一、转基因拟南芥生产PHB 241

三、转基因淀粉类作物生产PHB 243

二、转基因油菜种子生产PHB 243

四、转基因棉花改善棉纤维品质的探索 244

五、利用转基因植物生产新一代PHA的研究 244

第3节 微生物多糖 244

一、前言 244

二、微生物纤维素的生产 245

第4节 微生物聚氨基酸 247

一、微生物合成 247

二、结构与物性 248

第5节 酶作催化剂聚合物的合成 249

（一）线性单体的缩合反应 250

一、酶催化聚酯合成 250

（二）内酯开环聚合合成聚酯 252

二、聚糖酯 253

三、酶促合成法与化学合成法的结合使用 254

第6节 生物合成塑料的问题与展望 254

参考文献 257

第1节 脂肪族聚酯 262

一、概述 262

第4章 生物降解性聚酯 262

二、脂肪族聚酯降解原理 266

三、聚酯结构对生物降解性的影响 267

四、聚酯的合成 268

（一）缩合聚合法 268

（二）扩链反应 271

（三）开环聚合 272

第2节 聚乙醇酸 280

一、聚乙醇酸的性质 280

二、聚乙醇酸的合成 281

三、聚乙醇酸的生物降解性 283

四、聚乙醇酸及其共聚体的用途 284

第3节 聚乳酸 284

一、概述 284

二、聚乳酸的合成 286

三、聚乳酸的性质 288

四、聚乳酸的改性 290

五、聚乳酸的降解性 291

六、生产与应用 292

七、聚乳酸的发展方向 294

第4节 聚-ε-己内酯 295

一、聚-ε-己内酯的合成与性质 295

二、聚-ε-己内酯的共混和应用 296

三、聚-ε-己内酯的降解性 298

四、聚-ε-己内酯的应用 298

第5节 新型光学活性聚酯 298

一、聚酯的合成 298

二、聚酯的性质 299

一、PHB的合成 301

（一）3-羟基丁酸的合成 301

第6节 其他类型聚酯的合成 301

（二）PHB的化学合成 304

二、共聚醚酯的合成 306

三、聚碳酸酯的合成 307

四、聚酯酰胺的合成 310

五、具有特殊官能团的聚酯的合成 313

（一）含四氢呋喃环的聚酯 313

（二）引入特性官能团、组分 313

六、脂肪族聚酯与芳香族聚酯的共聚物 314

（一）甲基丙烯酸酯非官能性单体 317

七、具有环状醚的聚酯的合成 317

八、聚甲基丙烯酸酯的合成 317

（二）甲基丙烯酸酯官能性单体 320

（三）甲基丙烯酸多元醇酯 321

第7节 聚酯共聚物和共混物的应用 323

一、L-丙交酯与内酯的共聚 323

二、聚酯类生物降解性纤维 323

三、聚酯-PVA共混 324

四、LDPE/PCL共混 324

参考文献 325

第5章 水溶性聚合物 331

第1节 前言 331

第2节 聚乙二醇 334

一、聚乙二醇概述 334

二、聚乙二醇的溶解性能 335

三、聚乙二醇的化学性质 336

四、聚乙二醇的生物降解性 337

第3节 聚丙二醇 338

一、聚乙烯醇的结构 339

第4节 聚乙烯醇 339

二、聚乙烯醇的特点及制备方法 340

三、聚乙烯醇的应用 340

四、聚乙烯醇的生物降解性 341

五、聚乙烯醇的改性处理 341

第5节 聚丙烯酸盐的生物分解性 343

参考文献 343

第6章 生物降解的实验方法与塑料生命周期评价 345

第1节 生物降解的实验与测试方法 345

一、生物降解的定义 345

二、高分子降解分析方法 346

三、降解试验方法 347

四、生物降解塑料的评价标准化 351

五、影响塑料生物降解速度的因素 358

第2节 降解塑料生命周期的环境与经济评价 363

一、生命周期评价的定义 363

二、塑料生命周期的分析和评价 364

三、降解塑料的生命周期评价 369

四、降解塑料的问题与将来展望 371

参考文献 372

第7章 酶与生物降解性 374

第1节 纤维素酶 375

一、纤维素酶的组成及分子结构 375

二、纤维素酶的合成 379

三、纤维素酶的基因结构及其表达 380

四、纤维素酶降解的机制 381

五、纤维素酶的应用 384

六、纤维素酶研究的新动向 387

第2节 淀粉酶 388

一、淀粉酶的分类 389

二、淀粉酶的应用 394

第3节 木质素酶 395

一、降解木质素的微生物 396

二、木质素降解酶 397

三、木质素酶的应用 398

第4节 PHA解聚酶 399

参考文献 401

第2节 水域环境中生物降解材料的应用 404

第1节 生物降解材料急需开发的领域 404

第8章 生物降解材料在环境领域的应用 404

第3节 容器包装材料中生物降解材料的应用 405

一、容器包装材料中的降解材料 405

二、淀粉基包装塑料的开发 407

三、制造方法介绍 408

第4节 农用地膜 409

第5节 玩具及体育器械中生物降解材料的应用 410

第6节 发动机油料中的应用 411

一、高吸水聚合物 413

二、高吸水材料的应用 413

第7节 高吸水材料的应用 413

三、国外发展状况 414

四、国内发展状况 414

五、发展预测 415

第8节 单宁聚氨酯的降解性和抑菌性 415

一、单宁聚氨酯的降解性 416

（一）单宁聚氨酯材料化学回收的研究 416

（二）单宁聚氨酯的室内土壤微生物实验 419

（一）概述 424

二、单宁聚氨酯的抑菌性 424

（二）单宁及单宁聚氨酯的抑菌性 427

参考文献 430

第9章 降解材料在医学领域的应用 432

第1节 医用生物降解高分子产生背景 432

第2节 在生物组织中的应用 437

一、骨固定材料 437

二、人造皮肤 438

三、胃食道吻合管 439

四、人体硬组织修复材料 439

第3节 医用手术吸收性缝合线 440

五、组织引导再生中的生物膜 440

一、手术缝合线的历史 441

二、医用手术缝合线的要求 442

三、缝合线的分类 443

四、缝合线开发近况 444

五、生物降解医用纤维的研究展望 448

第4节 生物高分子胶体 449

一、生物高分子胶体的产生和作用 449

二、开发历史 450

三、医用胶粘剂的粘合机理 450

四、医用胶粘剂的分类与用途 451

第5节 在药物缓释体系中的应用 453

一、可生物降解材料的药物缓释原理 453

二、降解材料的设计 456

三、发展趋势与展望 463

第6节 微胶囊 464

一、高分子药物释放微胶囊 464

二、微胶囊的开发历史 465

三、微胶囊的制备与应用 467

参考文献 469