天然高分子化学研究的内容和意义
高分子化学课件资料全
高比强、高比模结构材料
火箭整流罩、卫星接口支架、液氢/液氧发动机共底、固体火箭发动机壳体等：碳纤维/环氧树脂复合材料
F-22的材料组成
钛合金：41%；铝合金：15%；钢：5% 树脂基复合材料: 24% 环氧树脂、聚双马来酰亚胺。用于雷达罩、进气道、机翼(含整体油箱等)、襟翼、副翼、垂尾、平尾、减速板及机身蒙皮等。
高分子材料具备金属和陶瓷等材料的性能特点，在几乎所有的应用领域大量地取代它们，甚至综合性能更优良。高分子材料的发展和应用，是20世纪改变人类生活、生产的20项发明之一
每年全球生产超过2亿吨聚合物材料以满足全世界的60亿人的使用需要。在这一生产过程，只消耗了全球原油年产量的4%。比较而言，全球每年采伐的木材量所等效的石油消耗却要比聚合物大一个数量级。
复合化 高性能的结构复合材料是新材料革命的一个重要方向。如，以玻璃纤维增强材料为主的复合材料不仅在当前已进入大规模生产和应用阶段，而且在将来仍会有所发展。
支柱
生物技术
先进材料
信息技术
能源环境 结构材料 军事 航空、航天
三大材料
金属 陶瓷 高分子
材料是人类进化史的里程碑，现代文明的重要支柱，发展高新技术的基础和先导。高分子材料扮演着极为重要的角色
高分子的应用Βιβλιοθήκη 未来为满足航天航空、电子信息、汽车工业、家用电器等多方面技术领域的需要，在机械性能、耐热性、耐久性、耐腐蚀性等方面性能进一步提高
高性能化
合成新的高分子 改性 通过新聚合反应控制分子结构(如: 阴离子活性聚合) 通过聚合方法和聚合过程的控制、提高性能(如: 齐格勒纳塔聚合)
可控制反应物空间立构、聚合物相对分子质量及相对分子质量分布的所谓可控聚合 活性聚合、酶催化聚合、微生物催化聚合 新型功能高分子材料的设计及合成 基于分子识别、分子有序组装的分子设计、组装化学和组装方法 包括分子改性和表面改性在内的聚合物改性方法和原理
物理和化学的区别
物理和化学的区别研究内容不同:1、化学是研究在分子、原子层次上研究物质的组成、性质、结构与变化规律，从而创造新物质的科学。
2、物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。
是关于大自然规律的知识;更广义地说，物理学探索分析大自然所发生的现象，以了解其规则。
学科分类不同物理学分为:1、牛顿力学与分析力学研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律。
2、电磁学与电动力学研究电磁现象，物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律。
3、热力学与统计力学研究物质热运动的统计规律及其宏观表现。
4、狭义相对论研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律。
5、广义相对论研究在大质量物体附近，物体在强引力场下的动力学行为。
6、量子力学研究微观物质运动现象以及基本运动规律此外，还有:粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学等等。
化学分为:1、无机化学:元素化学、无机合成化学、无机高分子化学、无机固体化学、配位化学（即络合物化学）、同位素化学、生物无机化学、金属有机化学、金属酶化学等。
2、有机化学:普通有机化学、有机合成化学、金属和非金属有机化学、物理有机化学、生物有机化学、有机分析化学。
3、物理化学:结构化学、热化学、化学热力学、化学动力学、电化学、溶液理论、界面化学、胶体化学、量子化学、催化作用及其理论等。
4、分析化学:化学分析、仪器和新技术分析。
包括性能测定、监控、各种光谱和光化学分析、各种电化学分析方法、质谱分析法、各种电镜、成像和形貌分析方法，在线分析、活性分析、实时分析等，各种物理化学性能和生理活性的检测方法，萃取、离子交换、色谱、质谱等分离方法，分离分析联用、合成分离分析三联用等。
5、高分子化学:天然高分子化学、高分子合成化学、高分子物理化学、高聚物应用、高分子物理。
6、核化学:放射性元素化学、放射分析化学、辐射化学、同位素化学、核化学。
PVA杂化材料的研究的开题报告
羊毛粉末/PVA杂化材料的研究的开题报告一、研究背景及意义羊毛是一种天然的高分子材料，具有很好的热稳定性、耐磨性和抗化学侵蚀性等特点，可以被广泛应用于纺织、建筑和环保等领域。
而PVA作为一种广泛应用于纺织、食品和农业等领域的生物降解材料，其应用迅速增长。
因此，将羊毛和PVA杂化材料制备并研究，不仅可以扩展羊毛的应用领域，还可以为环保产业提供更加可持续的生物降解材料。
二、研究目的本课题旨在研究羊毛粉末/PVA杂化材料的制备及其性能研究，探究羊毛粉末的加入对PVA性能的影响，并寻求一种新的生物降解材料的可持续发展之路。
三、研究内容及方法1.制备羊毛粉末/PVA杂化材料的方法及工艺流程研究2.对羊毛粉末/PVA杂化材料的物理性能、力学性能、热性能和降解性能进行系统研究及其机理分析3.优化羊毛粉末与PVA配比、合适的加工工艺条件等方面的研究四、预期成果1.建立羊毛粉末/PVA杂化材料的制备方法并确定其最优配比及加工条件2.对羊毛粉末/PVA杂化材料的物理性能、力学性能、热性能和降解性能进行系统研究，为其应用提供理论依据。
3.发掘更多可持续生物降解材料的可能性，为环保产业提供更多的可行方案和实践经验。
五、研究进度安排1.文献调研及背景资料收集：两周2.羊毛粉末/PVA杂化材料制备方法及流程的研究：四周3.羊毛粉末/PVA杂化材料的物理性能、力学性能、热性能和降解性能的研究：八周4.数据分析及论文撰写：四周六、参考文献1.Sun, Y., Lu, Y., Zhang, L., Xu, T., Qiao, Y., Wu, Z., . . . Bian, H. (2018). Wool-derived porous carbon-poly(vinyl alcohol) hybrids for efficient oil absorption. Carbohydrate Polymers, 203, 149-156.2.Arrico, L., Ravesi, M., & Graziano, A. (2012). Biodegradable poly(vinyl alcohol)/sheep wool keratin blends: thermal, mechanical, and morphological properties. Journal Of Applied Polymer Science, 125(3), 1813-1823.3.Yaseen, M., Dar, S., Ghazali, A., Noordin, M., & Dharaskar, S. (2017). Wool and keratin-based copolymers as advanced biomaterials: a review. Journal Of Materials Science, 52(23), 13093-13120.。
高分子化学与物理-第6章-高分子化学反应
这一类离子交联的聚合物通常叫离聚物（Ionomers）。
6.2.2. 2 接枝共聚反应
聚合物的接枝反应通常是在高分子主链上连接不同组成的 支链，可分为两种方式：
（1）在高分子主链上引入引发活性中心引发第二单体聚合形成 支链,包括有:
（i）链转移反应法；
（ii）大分子引发剂法；
（iii）辐射接枝法；
（2）有助于了解和验证高分子的结构。
根据高分子的聚合度及功能基团(侧基或端基)的变化聚合物 的化学反应可分为三类：
（i）聚合物的相似转变：反应仅发生在聚合物分子的侧基/端基 上，即侧基/端基由一种基团转变为另一种基团，并不会引起聚 合度的明显改变。
（ii）聚合物的聚合度发生明显变大的反应，包括：交联、嵌段 、接枝、扩链反应；
（Ⅲ）聚合物的聚合度发生明显变小的反应，包括： 降解与解 聚
6.1聚合物化学反应的特性及影响因素
6.1.1聚合物的化学反应特性 （1）高分子的功能基能与小分子的功能基发生类似的化学反应：
➢ 均相反应；
➢ 反应仅由官能团的反应性决定，不存在扩散控制因素；
➢ 所选择的大分子与小分子之间具有相似的空间位阻。
CH2CH2
Cl2 - HCl
CH2CH2
Cl2, SO2 - HCl
CH2CH CH2CH2 Cl
CH2CH CH2CH2 SO2Cl
其反应历程跟小分子饱和烃的氯化反应相同，是一个自由 基链式反应：
光 Cl2 或有机过氧化物 2Cl
CH2CH2 +Cl
CH2CH
+ HCl
CH2CH +Cl2
CH2CH Cl
引 发 S8
+ SmSn - （ m +n=8）
高分子背景及前沿
高分子背景及前沿高分子化学作为化学的一个分支，同样也是从事制造和研究分子的科学，但其制造和研究的对象都是大分子，即由若干原子按一定规律重复地连接成具有成千上万甚至上百万质量的、最大伸直长度可达毫米量级的长链分子，称为高分子、大分子或聚合物。
既然高分子化学是制造和研究大分子的科学，对制造大分子的反应和方法的研究，显然是高分子化学的最基本的研究内容。
早在19世纪中叶高分子就已经得到了应用，但是当时并没有形成长链分子这种概念。
主要通过化学反应对天然高分子进行改性，所以现在称这类高分子为人造高分子。
比如1839年美国人G oodyear发明了天然橡胶的硫化；1855年英国人Parks由硝化纤维素（guncotton）和樟脑（camphor）制得赛璐珞（celluloid）塑料；1883年法国人d e Chardonnet发明了人造丝rayon等。
可以看到正是由于采用了合适的反应和方法对天然高分子进行了化学改性，使得人类从对天然高分子的原始利用，进入到有目的地改性和使用天然高分子。
回顾过去一个多世纪高分子化学的发展史可以看到，高分子化学反应和合成方法对高分子化学的学科发展所起的关键作用，对开发高分子合成新材料所起的指导作用。
比如70年代中期发现的导电高分子，改变了长期以来人们对高分子只能是绝缘体的观念，进而开发出了具有光、电活性的被称之为“电子聚合物”的高分子材料，有可能为21世纪提供可进行信息传递的新功能材料。
因此当我们探讨21世纪的高分子化学的发展方向时，首先要在高分子的聚合反应和方法上有所创新。
对大品种高分子材料的合成而言，21世纪初，起码是今后10年左右，metallocene 催化剂，特别是后过渡金属催化剂将会是高分子合成研究及开发的热点。
活性自由基聚合，由此而可能发展起来的“配位活性自由基聚合”，以及阳离子活性聚合等是应用烯类单体合成新材料（包括功能材料）的重要途径。
对支化、高度支化或树枝状高分子的合成及表征，将会引起更多的重视。
《高分子化学》课程思政的设计与实践
《高分子化学》课程思政的设计与实践一、引言《高分子化学》是化学类专业中的一门重要课程，其涉及的内容涵盖了高分子化学的基本理论和实际应用。
随着我国化学教育的不断发展和高等教育思政工作的加强，如何将思政教育与《高分子化学》课程有机结合，培养学生的思想品德和专业素养，成为了当前教育教学工作面临的重要课题。
本文将从课程设计和实践两方面探讨如何将思政教育融入《高分子化学》课程，并结合实际案例进行分析。
1. 设计目标《高分子化学》课程思政的设计目标主要包括以下几个方面：（1）强化高分子化学的思想性和理论性。
通过深入探讨高分子化学的基本概念和原理，引导学生认识高分子材料在现代社会中的重要意义，激发学生对高分子化学研究的兴趣和热情。
（2）培养学生的职业道德和专业素养。
通过案例分析和讨论，引导学生了解高分子化学在生产和实际应用中的伦理和法律问题，培养学生对职业道德和法规的认识和遵守。
（3）激发学生的创新意识和实践能力。
通过实验操作和实际案例分析，培养学生的动手能力和实践能力，鼓励学生在高分子化学领域进行创新研究和实践活动。
2. 课程内容设计3. 教学方法设计为了实现《高分子化学》课程思政的设计目标，应采取多种教学方法，包括讲授、案例分析、实验操作等。
具体包括：1. 案例分析在教学实践中，可以选取一些与高分子化学相关的案例，例如高分子材料在环境保护、生产安全和产品质量方面的应用和问题等，通过案例分析，引发学生对高分子化学思政内容的关注和思考。
可以选取一些生产中出现的高分子材料质量问题，通过案例分析，引导学生了解高分子材料在实际应用中可能出现的问题和原因，讨论相关的伦理和法律问题，培养学生的责任感和法律意识。
2. 实验操作高分子化学是一门实验性很强的学科，通过实验操作，可以培养学生的实践能力和创新意识，激发学生对高分子化学研究的兴趣和热情。
在教学实践中，可以设置一些涉及高分子化学制备和性能测试的实验，引导学生亲自动手操作，感受高分子化学实验的乐趣和挑战。
海藻酸钠m单元和g单元-概述说明以及解释
海藻酸钠m单元和g单元-概述说明以及解释1.引言海藻酸钠是一种重要的天然高分子化合物，广泛存在于海洋中不同种类的褐藻、红藻和绿藻中。
海藻酸钠由m单元和g单元组成，这两种单元在结构和性质上存在一定的差异。
本文将重点介绍海藻酸钠的m单元和g单元，并进行比较分析，以期为海藻酸钠的应用和发展提供有益的参考。
请编写文章1.1 概述部分的内容1.2 文章结构文章结构部分的内容：本文主要分为引言、正文和结论三部分。
引言部分将概述海藻酸钠m 单元和g单元的基本情况，说明文章的目的和意义以及文章的结构安排。
正文部分将详细介绍海藻酸钠m单元和g单元的特点，包括其化学结构、生物学功能等方面的内容，并进行比较分析。
结论部分将总结海藻酸钠m 单元和g单元的特点，展望其在未来的应用前景，并对全文进行总结。
通过以上结构安排，读者能够系统全面地了解海藻酸钠m单元和g单元的相关知识。
1.3 目的本文的目的在于对海藻酸钠m单元和g单元进行深入的介绍和分析，从化学结构、生物学功能、制备方法等多个方面进行比较和探讨。
通过对这两种单元的特点和应用进行系统总结，旨在为相关领域的研究人员提供一份全面的参考，同时也希望能够为海藻酸钠m单元和g单元在食品、医药等领域的应用提供一些启发和展望。
通过本文的阐述，读者将能够更加深入地了解海藻酸钠m单元和g单元的特性和优势，从而为其在科研和实际应用中的进一步开发和利用提供有益的指导和支持。
2.正文2.1 海藻酸钠m单元海藻酸钠m单元是由海藻酸经过一系列化学反应制备而成的一种聚合物单元。
海藻酸钠m单元具有多种优异的特性，使其在医药、食品、化妆品等领域得到广泛应用。
首先，海藻酸钠m单元具有良好的生物相容性，能够与生物体组织兼容良好，不会引起排异反应，因此常被用于医疗材料的制备。
其次，海藻酸钠m单元具有优异的吸水性能和保湿性能，能够在皮肤表面形成保水膜，有效保持皮肤的水分，因此被广泛应用于化妆品中。
此外，海藻酸钠m单元还具有较好的凝胶性能，能够形成稳定的凝胶体系，因此在食品加工中常被用作凝胶剂。
化学中的有机化学与高分子化合物
化学中的有机化学与高分子化合物在化学领域中，有机化学和高分子化合物是两个重要的概念。
有机化学是研究有机物质的结构、性质、合成和反应机理的学科，而高分子化合物则是指由长链分子组成的化合物。
本文将介绍有机化学和高分子化合物在化学领域的重要性和应用。
有机化学是研究含碳元素的化合物的学科。
在天然界中，包括生物体内和矿物油中的许多化合物都是有机化合物。
有机化合物的研究对理解生命起源、开发新药物和改进能源等方面具有重要意义。
通过有机化学的研究，人们能够合成出各种有机物质，如医药、染料、香料等。
有机化学的发展也为其他领域提供了重要的基础，如材料科学和生物学等。
高分子化合物是一类由重复单元组成的长链分子。
这些分子在化学和物理性质上与小分子相差很大，拥有许多特殊的性质和应用。
高分子化合物的研究和应用广泛存在于生活的方方面面。
例如，聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等塑料制品就是常见的高分子化合物应用。
许多高分子材料还用于制备纤维、涂料、胶粘剂、橡胶和高分子电子材料等。
此外，高分子化合物也是药物传递系统、生物材料和仿生材料的重要组成部分。
它们在医学、纳米技术和能源存储等领域中扮演着不可或缺的角色。
有机化学和高分子化合物的研究都需要掌握一系列的实验技术和理论知识。
有机化学领域的实验技术包括有机合成、分离纯化、光谱分析等，而高分子化合物的研究则需要了解聚合反应、分子量测定、热分析等实验技术。
同时，研究者还需通过理论模型来解释实验现象和预测物质的性质。
有机化学和高分子化合物的研究需要研究者具备创新思维和实验技能，以解决现实问题和推动科学的进步。
总之，有机化学和高分子化合物在化学领域中具有重要的地位和应用价值。
有机化学研究为我们提供了合成各种有机物质的方法，促进了医药、材料和能源等领域的发展。
高分子化合物的研究和应用则广泛存在于我们的生活中，为塑料、纤维和医学等行业提供了重要支持。
掌握有机化学和高分子化合物的知识和技术，将有助于我们更好地理解和利用这些化学领域的重要概念。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物质能源前景
• 生物能可以减少CO2、SO2、CO和氮、氧化合物的排放 量，减少温室效应和酸雨。 • 木化生物质每年能生产相当于4×1017KJ的能量，相当 于全世界能耗的10倍，到2050年以生物质为主的可再生 能源能以相同或低于矿物燃料的价格，提供3/5的电力 和2/5的直接燃料。 • 一些国家生物质能高层次利用有一定的规模：瑞典、 奥地利和美国的生物质能分别占总能耗比重为16%、 10%和4.9%。
生物质能源高效和普及利用的核心问题
I. 水解液化
目标产物：液化液经 微生物作用转变成生 物质乙醇和甲醇或其 他化学中间体 ，一般 醇类或醚类化学物称 作生物质汽油 途径：酸碱水解
II. 直接液化
目标产物：生物质柴 油、生物质润滑油。 途径： 高温高压液化 高温气化液化 等离子加热液化 硫化床热解液化
木化生物质蕴藏着极为丰富的天然药物资源，芳香化 合Fra bibliotek资源以及聚糖资源。
有机结合的碳为27×1010吨，其中40%存在于纤维素中， 30%存在于木素中。 木化生物质源于碳、水化合物实现碳和水在自然的良 性循环。减轻大气层的温室效应。
木化生物质的开发和利用
• 高层次利用 • 木化生物质高层次利用 的目标是大规模集成化 将生物质转化成富含蛋 白质的饲料，工业化学 品和生物能。 • 问题：木化生物质初级 • 木化生物质高层次利用 的自然用途造成资源的 的核心问题：保持木化 生物质活性成份的高效 极大浪费，而且效率低。 提取，还有转向生物能 其使用广泛性受到限制。 的木化生物质的液化及 有效合理的综合利用。 • 初级利用自然利用 • 生饲料。中草药和保健 品等。直接燃烧和还田 处理，自然更替；
可再生资源
• 可再生资源改性得到的高分子材料具有生物可 降解性，属环境友好材料，符合可持续发展；
• 美国能源部(DOE)计划到2020年可再生资源的 基本化学材料要占10%，2050年要达到50%。
木化生物质
木化生物质指天然来源的草本、木本植物。如针叶材、 阔叶材、棉麻及竹麦等。 细胞生长始终伴随着木素化，木素化结束会导致细胞 衰亡。
第一节 木化生物质能源
• 钻木取火开始，温暖人间。 • 能源的开发利用和人类文明息息相关，也和人 类与自然的相互、和谐紧密相连。 • 从薪柴到煤碳、石油、天然气再到核能利用的 能源跨越，促使人类从原始社会进入了现代文 明社会。
青岛国际帆船赛赛场
能源衰竭
对策： 现象：
人类能依赖的石油 估计只能开采25年， 天然气为35年，铀50 年，煤200年，其他 能源矿藏100年不等。 可再生能源如太阳 能、生物质能、风能、 地热能和潮汐能，特 别是能提供稳定和重 要来源的可再生的生 物质能，在今后的能 源结构中显得尤为重 要。
可再生资源
• 可再生资源的研究是国际24个前沿领域之一。
–第一大类可再生资源：纤维素、木质素、甲壳素、 淀粉、各种动植物蛋白质以及多糖类。每年地球上 产生约2000亿吨植物纤维素。 –第二大类再生资源：甲壳素主要来源于虾、蟹壳、 昆虫壳等海洋生物资源，仅次于纤维素。 –魔芋葡聚糖：富含于魔芋中，我国是世界魔芋生产 大国。
向依赖可再生能源转变的关键：
• 木化生物质液化并转变成乙醇、甲醇或 可燃性的生物油；
• 成本和技术上突破。
第二节 木化生物质化工原料
生物质多糖类 制造新型聚合 物。 该方式优于常 规以化工原料 出发的聚合方 法。 木化生物 质中制取 制造尼龙 原料的已 二酸，邻 苯二酚和 对苯二酚。 意义： 预示从合成大量有机原料 中去除传统致癌物质苯开 始来制备苯的绿色化学目 标是可行的。同时解决多 个环保问题是木化生物质 用于化工原料行业的优势 所在 。