(polysorbate 80) (mixed acid)
heat
Flame ratardant foam
Lignin%=7%
0.08g/cm3
Lignin%=30%
0.12g/cm3
Lignin%=40%
0.14g/cm3
五、木质素基高分子材料
木质素-酚醛泡沫材料的泡孔结构
Lignin%=30% 泡沫材料中多数为闭孔结构 泡沫材料中多数为闭孔结构
n
OH
技术路线
木质纤维素
高效分离 化学改性
纤维素 半纤维素 木质素 单体接枝 液化 酯化 偶联化
复
纳米化技术 功能化技术
内塑化 纤维素 细乳液
合
发泡
技
合金化
术
热反应
加 工
技
术
智能材料
吸附材料
复合乳液
泡沫材料 降解材料
增强材料
二、纤维素基高分子材料
共混型产品：得到部分降解以及全降解塑料 ★ 与壳聚糖、淀粉等天然高分子共混 ★ 与合成高分子材料共混
二、纤维素基高分子材料
纤维素
生物质基塑料粒子 薄膜吹塑
复合降解薄膜 化学改性 挤出加工
二、纤维素基高分子材料 纤维素溶液和内塑化过程
纤维素 纤维素超声溶解
纤维素月桂酸酯薄膜 纤维素溶液
二、纤维素基高分子材料
高性能木质纤维素/热固性树脂增强材料 木质纤维素含量大于60%；弯曲弹性模量大于1600MPa； 浸水24小时后体积电阻大于2.5×108Ω, 击穿强度大于7.8Kv/mm
OH CH 2 O H OH O OH O H CH OH 2 O OH H OH O CH OH 2 O H OH O OH
n
Cellulose－AA － micelle
Cellulose
利用中空结构能够包裹药物
四、纤维素基功能高分子
7.羟丙基纤维素纳米微球
直径为： 直径为：50-100nm 规则球形结构
五、木质素基高分子材料
自然界中仅次于纤维素的天然高分子材料。是由 苯丙烷结构单元相互以一定方式聚合起来的复杂的芳 香族聚合物，结构中含有甲氧基、酚羟基、醇羟基等 可反应基团，能进行烷基化、羟甲基化、酯化、醚化 等反应，制备酚醛树脂、聚氨酯、聚酯、聚酰亚胺等 高分子材料
五、木质素基高分子材料
秸秆丁醇木质素产生的简单工艺流程 非粮生物质原料
Via typical process, it’s easy to make miniemulsions with 15%~30% concentration of nitro cellulose or ethyl cellulose. And after polymerization, we can get stable latex.
我国林生物质资 源丰富， 源丰富，加快生物质 新材料的发展， 新材料的发展，必将 为能源替代和林业产 业拓展作出贡献
请批评指正！ 谢谢！
生物酶水解
糖液
固体残渣
生物丁醇制备工 艺流程示意图
发酵 木质素提取
精馏 固体残渣 乙 醇 丙 酮 丁 醇 纤维素 木质素 木质素溶液
五、木质素基高分子材料
木质素-酚醛阻燃保温泡沫材料
Foamable resin
+ Vesicant
(pentane)
Foam Curing + stabilizer + agent
木质纤维素氨基模塑料
高绝缘耐候环氧材料
三、纤维素基杂化乳液
硝基纤维素硝基纤维素-丙烯酸酯杂化细乳液的制备
How to make a high concentration of nitro cellulose or ethyl cellulose Miniemulsion?
monomer solvent
5
二、纤维素基高分子材料
全球通过光合作用，每年长出植物约10000亿吨，其 中纤维素至少有80%，8000亿T/a；木质素占15%， 约1500亿T/a 目前世界高分子材料的产量大约2亿多吨/a，0.02% 分子链上存在高反应性的羟基
CH2OH O OH O OH H O H OH OH H CH2OH O O H OH O CH2OH O
硝基纤维素硝基纤维素-丙烯酸酯杂化细乳液的形态对比
聚丙烯酸酯 硝基纤维素
共混物 共聚物
三、纤维素基杂化乳液
乙基纤维素-丙烯酸酯杂化细乳液的微观结构 乙基纤维素 丙烯酸酯杂化细乳液
杂化聚合物有更好的均一性，看不到 分子 杂化聚合物有更好的均一性，看不到EC分子
四、纤维素基功能高分子 纤维素纳米空心球的制备
生物质复合材料
By yangxiao
一、 背景和意义 二、 纤维素基高分子材料 三、 纤维素基杂化乳液 四、 纤维素基功能高分子 五、 木质素基高分子材料
一、背景和意义
生物质资源状况： 生物质资源状况： 作物秸秆约 7 亿吨/年 亿吨/ 木质纤维素 林业剩余物约 2 亿吨/年 亿吨/ 平茬灌木林 1.8 亿吨/年 亿吨/ 专用能源植物 - 淀粉、糖、油脂
一、背景和意义
生物质材料的制备途径
木 质 纤 维 素 淀 粉 生 物 降 解 改性、接枝、 改性、接枝、复合 可降解塑料 生物质 聚 乳 酸 高分子材料 其他生物质材料 微 生 物 合 成 聚羟基脂肪酸酯
生物质独特作用
纤维素是地球上最古老和最丰富的天然 高分子， 高分子，也一直是人类衣食住行的主要 来源， 来源，是自然界取之不尽的可再生资源
抗肿瘤药物奥沙利铂的包裹效率 达到70%，载药量大于 达到 ，载药量大于7%， ， 体外可长效稳定的释放4天以上 天以上。 体外可长效稳定的释放 天以上。 和自由药物相比， 和自由药物相比，具有良好的体 外抗肿瘤效果
体外药物释放
细胞毒性
四、纤维素基功能高分子
磁性AFM图
a是形貌图，b是对应的磁性图，显然这些纳米微球是中 是形貌图， 是对应的磁性图， 空的磁性球。 空的磁性球。磁滞曲线和莫斯堡尔谱征实磁性的存在
Lignin%=40%
研究成果应用前景分析
水处理、环保材料 水处理、
吸附树脂
保温材料、建材 保温材料、
聚氨酯
可降解塑料
包装材料 医用材料 农用材料 汽车材料 电器、日用品 电器、
生物质
纤维素 汽车工业 增强模塑料
杂化乳液
涂料、胶黏剂、 涂料、胶黏剂、 建筑材料、
载药 纳米微粒
药物缓释产品
美国、欧盟、日本等均制定了生物质材料的 大规模研制计划；美国的战略目标是到2020年， 生物质材料取代全国石化原料制成材料的25%
Mix water, NC(or EC) solution(with organic solvent), monomer,surfactant
Rupture of droplets with high energy
Get rid of solvent after sonication
Polymerization