甲壳素_壳聚糖的化学改性及其衍生物应用研究进展
综述
甲壳素、壳聚糖的化学改性及其衍生物应用研究进展
X
汪玉庭X X , 刘玉红, 张淑琴
(武汉大学资源与环境科学学院环境科学系,湖北武汉 430072)摘 要: 简要评述了甲壳素和壳聚糖化学改性的研究进展,讨论了酰化、醚化、酯化、接枝和交联等化学改性
方法,简要介绍甲壳素衍生物在化妆品、医学和环保方面的应用,并提出了其发展过程中存在的一些问题,对
其发展趋势作了预测。
关键词: 甲壳素;壳聚糖;化学改性
中图分类号: O63 文献标识码: A 文章编号: 1008-9357(2002)01-0107-08
甲壳素(chitin)是自然界中大量存在的唯一的氨基多糖,其化学命名为B -(1y 4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。壳聚糖(chitosan)是甲壳素的脱乙酰基产物,也叫脱乙酰甲壳素,简称(CTS)。它们的结构式112分别为
:
甲壳素结构与纤维素类似,分子中含有H-OH 和H-NH 键,还含有分子间氢键。甲壳素的这种有序的大分子结构,在一般的溶剂中不容易溶解。壳聚糖的分子结构中含有游离氨基,溶解性能有了一些改观,但也只能溶于某些稀酸,如盐酸、醋酸、乳酸、苯甲酸、甲酸等,不溶于水及碱溶液。甲壳素与壳聚糖无毒,无害,易于生物降解,不污染环境,而且在自然界中含量仅次于纤维素,并以相同的循环速率产生和消失。近年来,国内外学者对甲壳素或壳聚糖的化学改性开展了研究,拓宽了壳聚糖及其衍生物的应用领域。现结合我们的研究工作,对甲壳素或壳聚糖的化学改性及其衍生物的应用予以简要评述。Vo l.152002年3月 功 能 高 分 子 学 报Journal of Functional Polymers No.1M ar.2002X XX 作者简介:汪玉庭(1942-),男,湖北鄂州人,教授,博士生导师,研究方向:环境友好材料的合成及应用。E -mail:hxxzls @w hu.
https://www.wendangku.net/doc/6013002893.html,.
收稿日期:2001-10-11
基金项目:教育部博士学科点专项研究基金资助项目(2000048615)
1 酰化改性及应用
在甲壳素和壳聚糖的化学改性中,酰化改性是研究得较多的。甲壳素和壳聚糖通过与酰氯或酸酐反应,在大分子链上导入不同分子量的脂肪族或芳香族酰基。酰化反应可在羟基(O -酰化)或氨基(N -酰化)上进行122。酰化产物的生成与反应溶剂、酰基结构、催化剂种类和反应温度有关。
最早是用干燥氯化氢饱和的乙酐对甲壳素及壳聚糖进行乙酰化的。这种反应较慢,而且甲壳素的降解产物很多。最近,有在甲磺酸中进行的酰化反应的报道112。如用4份甲磺酸和6份乙酸酐与1份甲壳素在均相中的反应;4份甲磺酸、6分冰醋酸和计算量的乙酸酐与1份甲壳素在非均相中的反应。
酰化甲壳素及其衍生物中的酰基破坏了甲壳素及其衍生物大分子间的氢键,改变了它们的晶态结构,提高了甲壳素材料的溶解性。如高取代的苯甲酰化甲壳素溶于苯甲醇、二甲基亚砜;高取代的己酰化、癸酰化、十二酰化甲壳素可溶于苯、苯酚、四氢呋喃、二氯甲烷。除此之外,酰化甲壳素及其衍生物的成型加工性也大大改善了132。
酰化甲壳素可应用于化妆品方面,如3,4,5-三甲氧基苯甲酰甲壳素能吸收紫外线,可用于防晒护肤品的添加剂142。还可应用于环境分析方面,如酰化壳聚糖可制成多孔微粒用作分子筛或液相色谱载
体,分离不同分子量的葡萄糖或氨基酸
152;还可制成胶状物用于酶的固定和凝胶色谱载体142。应用于医药方面,如双-乙酰化甲壳素具有良好的抗凝血性能
162;甲酰化和乙酰化物的混合物可制成可吸收性手术缝合线、医用无纺布172;N -乙酰化甲壳素可模塑成型为硬性接触透镜,有较好的透氧性和促进伤口愈合的特性,能作为发炎和受伤眼睛的辅助治疗152。
2 烷基化改性及应用
烷基化反应可以在甲壳素的羟基上(O-烷基化),也可以在壳聚糖的氨基上进行(N -烷基化),以N -烷基化较易发生。一般是甲壳素碱与卤代烃或硫酸酯反应生成烷基化产物。用不同碳链长度的卤代烷对壳聚糖进行改性,可制备乙基壳聚糖(E-CTS),丁基壳聚糖(B-CT S),辛基壳聚糖(O-CTS)和十六烷基壳聚糖(C-CTS)182。壳聚糖的烷基化反应主要发生在C 2上的-NH 2上,C 3、C 6位的-OH 上也可发生取代反应。
在壳聚糖的烷基化反应中,反应时间、反应温度、反应介质、碱的用量和改性剂的用量直接影响改性产物的理化性质。一般而言,为了制得高取代度和高粘度的衍生物,反应时间以2~4h 为宜,反应温度以40~60e 度为宜182。
壳聚糖引入烷基后,CTS 的分子间氢键被显著削弱,因此烷基化壳聚糖溶于水,但若引入的烷基链太长,则其衍生物会不完全溶于水,甚至不完全溶于酸性水溶液,如C-CTS 。烷基化壳聚糖可用于化妆品中。如双二羟正丙基壳聚糖能与阴离子洗涤剂相容,适用于洗发香波水;用缩水甘油三甲胺卤化物(GTMAC)与壳聚糖反应所得到的阴离子聚合物(GTCC),用于洗发香波水中,洗过的头发易于梳理,柔滑192。烷基化壳聚糖还可用于医学方面。如甲基化壳聚糖碘化物对草蓝无阳性菌具有很强的抗菌作用1102。烷基化壳聚糖还具有良好的抗凝血性能182。
3 醚化改性及应用
用类似纤维素改性的方法,碱性甲壳素与醚化试剂反应,可以得到羟烷基甲壳素和羧烷基甲壳素。甲壳素碱与环氧乙烷在高温高压下反应可制得溶于水、3%的乙酸和5%氢氧化钠的羟乙基化甲壳素;甲壳素碱与A -氯代丙三醇反应可制得溶于水的羟丙基甲壳素;甲壳素碱与N ,N -二乙氨基氯乙烷反应可制得6-O-二乙氨基乙基化甲壳素。
甲壳素碱与氯代烷基酸或乙醛酸反应,在甲壳素或壳聚糖的氨基上引入羧烷基基团,得到溶于水的羧烷基甲壳素或羧烷基壳聚糖。研究最多的羧甲基化反应,可以得到羧甲基甲壳素(CM -chitin),O -羧
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甲基壳聚糖(O -CM -chitosan),N -羧甲基壳聚糖(N -CM -chitosan)和O-N-羧甲基壳聚糖(O -N -CM -chitosan)。将甲壳素在冷冻下用十二烷基硫酸钠(SDS)碱化后,悬浮于异丙醇中,室温下与氯乙酸反应可得到CM -chitin,若在30e 左右进行碱化反应,则得到O -CM -chitosan 。
醚化甲壳素在化妆品方面有广泛的用途。如CM -chitin 有使化妆品润滑和保湿的作用1112
;O -CM -chitosan 可作为保水剂代替透明质酸1122;N -CM -chitosan 用于化妆品中,可辅助抗皮肤过敏1132。在环境保护方面,CM -chitin 可用于金属离子的提取和回收;N -CM -chitosan 能够螯和过渡金属离子;O-N -CM -chitosan 可以纯化水142。另外,在医药方面,CM -chitin 能够有效地诱导细胞毒性巨嗜细胞1142;N -CM -chitosan 能够抑制口腔细菌1132;O -N -CM -chitosan 与双醛试剂交联形成凝胶,可作创可贴,止血剂1152;羧甲基甲壳素与一个三肽(精氨酸-甘氨酸-天门冬氨酸)的缩合物能够抑制癌细胞的转移;6-O -硫酸甲壳素,6-O -硫酸羧甲基甲壳素对黑色素瘤有较明显的抑制作用,且硫酸化程度越高,抑制作用更强;羧甲基壳聚糖能抗心率失常1162;CM -chitosan 可作为半抗原助剂和载体,使机体产生半抗原的特
异性抗体1172;交联羧甲基壳聚糖具有两性离子交换能力;羟丙基甲壳素或羟丙基壳聚糖溶于水,可代替
甲基纤维素制备人工泪液该制剂能保护角膜,预防感染,而且无刺激性,残留部分可以由泪液中的溶菌酶降解1182。在食品工业中,羧甲基甲壳素可作保鲜剂,如6-O 羧甲基壳聚糖与植酸复配,添加适量的亚硫酸钠、异Vc 钠,对荔枝或水产品的防褐色突变具有明显效果1192。
甲壳素的醚化改性还包括壳聚糖与丙烯腈进行的加成反应。低温时,反应发生在壳聚糖的羟基上,当反应温度达到70e 时,壳聚糖的一部分氨基也参与反应。4 酯化改性及应用
常见的酯化反应有硫酸酯化和磷酸酯化1202。用含氧无机酸作酯化剂,使甲壳素或壳聚糖中的羟基形成有机酯类衍生物。硫酸酯化试剂主要有浓硫酸、SO 2、SO 3、氯磺酸等,反应一般为非均相反应,通常发生在C 6位的-OH 上。硫酸酯化甲壳素或壳聚糖的结构与肝素相似,抗凝血性高于肝素而且没有副作用,还可制成人工透析膜。甲壳素硫酸酯能明显的抑制动脉粥样硬化斑块的形成1212
。浓度为4mg/mL 、pH =5.4~6.4的N-羧丁基壳聚糖-3,6-二硫酸酯对体外培养的金黄色葡萄球菌、链球菌、奇异变形菌、大肠杆菌、浓绿杆菌、肺炎杆菌和柠檬酸细菌属有抑制作用。壳聚糖与CS 2和NaOH 的水溶液在60e 下反应6h 后再与丙酮反应,可得到N-黄原酸化壳聚糖钠盐112。它是一种重金属去除剂,其水溶液可喷丝制壳聚糖纤维。反应过程如下
:磷酸酯化反应一般是在甲磺酸中与甲壳素或壳聚糖反应。各种取代度的磷酸酯化物都易溶于水,高取代度的壳聚糖磷酸酯化物溶于水,而低取代的不溶于水。反应一般如下
:
#
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5 Shiff 碱反应及应用
壳聚糖上的氨基可以与醛酮发生Shiff 碱反应,生成相应的醛亚胺和酮亚胺多糖142。可用此反应来保护游离NH 2,在羟基上引入其它基团;或用硼氢化钠还原得到N -取代的多糖。这种还原物对水解反应不敏感,有聚两性电解质的性质。利用Shiff 碱反应可以把还原性碳水化合物作为支链连接到壳聚糖的氨基N 上,形成N-
支链的水溶性产物。
6 壳聚糖季铵盐1222
用缩水甘油三甲基氯化铵对壳聚糖进行化学结构修饰,可在壳聚糖分子中引入季铵盐基团,制得壳
聚糖季铵盐。
同壳聚糖的烷基化反应一样,生成壳聚糖季铵盐的反应也主要发生在壳聚糖分子中亲核中心位的氨基上。在壳聚糖中引入位阻大、水合能力强的季铵盐基团,也能大大削弱壳聚糖分子间的氢键,增大壳聚糖衍生物的水溶性。
壳聚糖季铵盐除直接溶于水外,还能与某些有机溶剂以任意比例混合,如许晨、卢灿辉等将10%的壳聚糖羟丙基三甲氯化铵溶液与乙醇、丙二醇、甘油以任意比例混合,均未观察到沉淀或浑浊现象发生1222。羟丙基三甲基氯化胺与壳聚糖反应制得的壳聚糖季胺盐,与椰油酰胺,甜菜碱的配位性良好,可用作阳离子表面活性剂1122。
7 接枝反应及应用
通过在甲壳素或壳聚糖的葡胺糖单元上接枝乙烯基单体或其它单体,合成半聚合物多糖,可将合成聚合物的优异性能赋予甲壳素或壳聚糖。如将碘代甲壳素分散在硝基苯中,加入路易斯酸SnCl 4与苯乙烯按阳离子接枝共聚反应机理反应得到接枝共聚物112:
Chitin -CH 2I SnCl 4Chitin -CH 2+Sn -Cl 4I nPh-CH=CH 2Chitin -CH CH 2_Ph
CH 2b n
甲壳素和壳聚糖的接枝共聚合反应可以在多种条件下,以不同的机理进行。如用铈离子、过硫酸钾、过氧化氢-亚铁离子等氧化-还原引发剂;偶氮二异丁腈引发剂;或通过光、C -射线以及甲壳素硫醇来引发乙烯基单体在多糖主链上进行自由基接枝共聚;还可通过可溶性甲壳素衍生物,如碘代甲壳素1242、甲苯磺酰化甲壳素或脱乙酰化度为50%的壳聚糖为反应物来进行甲壳素的离子引发接枝。
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氧化-还原引发剂中,对接枝反应最有效的为铈离子,反应一般是在非均相条件下进行的。在铈离子作引发剂时,丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯酸酰胺、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等乙烯基单体可以被接枝到甲壳素或壳聚糖的葡胺糖单元结构上。侧链的引入削弱了甲壳素分子内和分子间的氢键,破坏了甲壳素的结晶结构,改善了其溶解性能。
1989年Akira 等人用低压汞灯的辐射光引发M MA 与甲壳素及氧化甲壳素的接枝反应1242,1994年Sing h 等用C -射线在水和甲醇中引发羟乙基丙烯酸酯接枝壳聚糖的反应
1252,指出溶剂体系对接枝度有显著影响。
用甲苯磺酰化甲壳素或碘代甲壳素可以将2-烷基-2-口恶唑啉126-272,以阳离子接枝聚合接到甲壳素的葡胺糖单元上。得到的接枝产物,其溶解性能得到了很大改善,可以在非质子溶剂如DM SO 和DMF 中溶解,在许多常用溶剂中溶胀。也可以用50%脱乙酰化的甲壳素为中间体,在其主链上接枝聚2-烷基-2-口恶唑啉的链段,得到的产物可以在水、DMSO 中溶解,在DM Ac 、甲醇、氯仿中部分溶解。
甲壳素接枝2-烷基-2-口恶唑啉由于侧链的存在,可与多种合成聚合物相容,如与聚乙烯醇在任意配比下互容,与聚氯乙烯40%互容,得到新的性能优异的混杂材料。
甲壳素及壳聚糖的接枝物主要用于环境科学方面,如用作絮凝剂、离子交换树脂、生物降解塑料等。将丙烯腈接枝壳聚糖后,经皂化得到接枝羧基壳聚糖1282
,对Cu(ò)的动态吸附率达96.4%,用稀盐酸可解吸95%;在Pd-Cr-Cd 的三元体系中,对Pd(ò)有较好的吸附选择性。用冠醚苯并15-冠-5和苯并18-C-6接枝到交联壳聚糖分子链上制得的壳聚糖冠醚在单元、双元和三元金属离子体系中对Ag (ò)、Pd(ò)均有较好的吸附选择性,而且pH 值越大,其对金属离子的吸附率越大1292。把含环氧基的氮杂冠醚接枝到保护氨基的Shiff 碱壳聚糖上制得的壳聚糖衍生物对重金属离子具有较强的吸附能力,在Pd(ò)、Cu(ò)、Cd(ò)的混合离子体系中,能选择吸附Cu(ò)。在医药学方面,含有壳聚糖的三维琼脂水凝胶支架可以明显诱导感觉神经节内轴突的生长1172。8 交联及应用
壳聚糖与交联剂戊二醛发生交联反应是一种应用很多的交联改性方法1302,反应能在均相或非均相条件下,在较宽的pH 值范围内于室温下迅速进行。常用的交联剂还有环氧氯丙烷、环硫氯丙烷等。另外,还能把壳聚糖用三氯乙酸酰化成光敏聚合物后在紫外光照射下交联。交联作用可发生在同一直链的不同链节之间,也可发生在不同直链间。交联壳聚糖是网状结构的高分子聚合物。
黄金明等将壳聚糖与甲醛和戊二醛交联制备的壳聚糖吸附剂1312,在酸性条件下对Pd(ò)的吸附容量较大,可在Pd(ò)、Cu(ò)共存时选择吸附Pd(ò);以壳聚糖为基体制备的不溶于酸性水溶液的交联壳聚糖1322对Cu(ó)、Cr(ò)、Pb(ò)、Ni(ò)、H g(ò)等重金属离子有较好的吸附性能;以壳聚糖为原料经环氧(硫)氯丙烷适当交联,然后与N 、N -二乙基氨基环氧(硫)丙烷反应,引入羟基(巯基)叔胺基团,合成了以壳聚糖为母体的凝胶型树脂1332
,对贵金属有较高的吸附容量,对稀溶液中贵金属离子特别是Au(ó)的富集性能优良。带有邻羟基Shiff 碱基团的交联壳聚糖螯合树脂1342对Au(ó)具有较强的吸附能力,其吸附容量高达5.37mmol/g 树脂;带有酰肼基团的壳聚糖螯合树脂1342对Pd(ò)的吸附容量达6.14mmol/g 树脂。交联壳聚糖二苯并-16-冠-5-乙酸酯冠醚对Cu(ò)、Pb(ò)有很强的吸附选择性,在Cu(ò)-Ni(ò)和Pb(ò)-Ni(ò)的混合离子溶液中,只吸附Cu(ò)或Pb(ò),不吸附Ni (ò);交联壳聚糖3,5-二叔丁基-二苯并-14冠-4-双乙酸酯冠醚在Pb-Cr-Ni 三元体系中对Pb(ò)表现出较强的吸附选择性1352。
由于交联壳聚糖对金属离子有较好的吸附性能,可以富集分离金属离子,用于环境分析中。如在汞的形态分析1362中,以EDTA 为络合剂,交联壳聚糖能选择性富集分离无机汞,以KI 为络合剂,交联壳聚糖同时富集甲基汞、乙基汞和苯基汞。该方法富集倍数达100倍,分析实际水样时对无机汞、苯基汞及烷基汞的检测限(3R )分别为7.8@10-9mg/l 、9.8@10-9mg/L 、12@10-9mg/L,回收率分别在94%~98%之间。用交联壳聚糖建立的DPCI 光度法1372测定水中痕量的Cr(?)和Cr(ó),回收率90%~105%。在pH=4时,Se(?)的吸附率达95%,而Se(?)几乎无吸附,与氢原子吸收法联用测定环境中#
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痕量Se(?)/Se(?)和有机硒,该方法检出限为20@10-9mg/l 1382。以二苯并18-冠-6为基本结构的双官能基的冠醚作为交联剂,使之与壳聚糖分子中六位碳上的羟基发生横向交联形成网状结构,并在其网状结构中嵌入不同数量的冠醚单元,制备成兼有冠醚和交联壳聚糖双重结构和特性的新型冠醚交联壳聚糖1392
,这种新型冠醚交联壳聚糖用于富集分离水体中的痕量Cd 、Pb 有很好的效果。
壳聚糖经戊二醛交联后再用苯丙氨酸修饰得到的吸附剂在体外对胆固醇的饱和吸附量达到54.75mg/g,用色氨酸修饰的交联壳聚糖,当血清胆固醇总浓度为9.54mmol/L 时,在37e 下吸附1h,血清脂蛋白的去除率为46.1%,苯丙氨酸修饰交联壳聚糖吸附44.6%。这种壳聚糖树脂可用于体外血液灌流。将壳聚糖溶液吸附于颗粒活性炭上,用甲醛交联,得到的改性活性炭对亚甲基蓝的活性达859mg/g ,用这种吸附剂处理高氟地下水,可去除水中93%的氟。
由丁二醇缩水甘油醚交联的珠状高脱乙酰度壳聚糖或戊二醛交联的珠状高脱乙酰度壳聚糖可吸附那些会引起自体免疫紊乱,变态反应和肿瘤等相关的免疫球蛋白;壳聚糖与戊二醛交联的产物采用交联固定化工艺制备成微球或微囊,可作为药物缓释剂1402。以壳聚糖(浓度在2~10g/l 为宜),以正丁基为配基,并以戊二醛交联提高其机械强度新型疏水色谱填料-丁基交联壳聚糖,用以分离纯化酶、抗原、抗体等多种蛋白质,尤其适用于基因工程下游处理。
除以上应用外,交联壳聚糖还可用作膜材料。如以丁二酸为间隔基,将配位体对氨基苄脒(PAB)偶联在交联壳聚糖膜上,再与乙二醇二环氧甘油醚交联。这种膜对胰蛋白酶较胰凝乳蛋白酶有较强的亲和力,可用于胰蛋白酶溶液的净化处理,其净化系数大于71412。壳聚糖和聚丙烯酸等用反离子进行交联,形成离子化交联三维网络结构(PIC)的聚离子膜,具有更高的亲水性,表现出极其优良的渗透汽化分离性能1422。9 其他反应和应用
甲壳素或壳聚糖的化学改性除了以上所提到的外,还有水解反应、降解反应、成盐反应、螯合反应等。
甲壳素或壳聚糖的生物活性、生物相容性和生物可降解性为它们在农业、食品工业和医药学领域的应用提供了可行性。
在农业方面,甲壳素或壳聚糖低聚物能促进植物生长,可以作为种衣剂
143-442;可以包复农药作成缓释剂1452等。
在食品工业方面,甲壳素或壳聚糖及其衍生物可以作为果蔬涂膜保鲜剂酿酒和果汁澄清剂、食品添加剂、食醋防沉淀剂、原料糖汁纯化剂,饮用水高效复合絮凝剂等1182,它们是一种带有阳离子的膳食纤
维。如壳聚糖与胃酸作用成水溶性壳糖胺盐,有助于调节消化道的酸性平衡,是一种天然的机能性食品1192;壳聚糖与果胶、卡拉胶等酸性多糖可加工成高质量,低热量的保健品1462;将壳聚糖与羧甲基纤维素按比例制成复合络盐纤维,与同重量的牛肉制成肉丸,风味与纯牛肉丸无差别,但热量仅有纯牛肉丸的二分之一1472
。
在医药学领域,甲壳素或壳聚糖及其衍生物还可以提高黏膜的通透性,可以作为靶向载体,可以用于制备生物材料等。如Kotze-AF 实验发现,三甲基壳聚糖四聚体的盐酸盐可提高消化道黏膜通透性1482;以壳聚糖制成胶囊包裹R68070(一种新型的血栓烷合成酶抑制剂)用来治疗溃疡性结肠炎,可避免药物在酸性环境中的破坏和吸收,使其到达病变结肠部位(pH 约为7.4),取得良好的治疗效果1492;以壳聚糖制成的生物管用于桥接缺损神经,可以抑制成纤维细胞的生长,进而防止神经瘤的形成,为轴突的生长创造有利的微环境1162;在磷酸钙骨水泥中加入壳聚糖作为配料,可以提高骨水泥的内聚力,防止其在体内降解,并具有良好的组织相容性1502;甲壳素或壳聚糖及其衍生物也可用于酶的固定化方面;可作为骨缺损支架材料,还可制备组织工程所需的支架材料,用于人工骨等人工器官的体外培养;各种微球形壳聚糖胺基衍生物可有效地吸附牛血清蛋白,为新型功能吸附剂1512。#112#汪玉庭, 刘玉红, 张淑琴
10 发展趋势及存在的问题
甲壳素或壳聚糖及其衍生物越来越受到人们的关注,也越来越得到广泛的应用,在今后的研究中,人们的重点可能放在:1甲壳素低聚糖的功能性、可行性研究;o甲壳素或壳聚糖的抗菌性和防腐性的机理研究;?使用壳聚糖微胶囊化和包埋技术的研究;?甲壳素或壳聚糖在人体内的代谢过程和机理的研究;?微晶甲壳素、壳聚糖的性能研究;?壳聚糖对不同酶的固定化及其差异性研究。但我们应注意到:l 甲壳素或壳聚糖的生产会产生严重的环境污染,我们要发展绿色生产工艺,改造工艺设备,实施污水治理工程。m 要建立质量监测中心,让甲壳素或壳聚糖及其衍生物的分析、测试方法和使用的仪器与国际接轨。n 要努力以甲壳素或壳聚糖为原料来生产新产品和改造老产品。
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Advances in Chemical Modofication and Application
of Chitin,Chitosan and their Derivatives
WANG Yu -ting, L IU Yu -hong, ZHANG S hu -qin
(Department of Environmental Science,School of Resource and En vironmental S cience,Wuhan University,Wuhan 430072,China)
Abstract: T he chemical modification and the application of chit in chitosan and their der ivatives are rev iewed briefly 。Some r eactions availed on the chemical modificat ions of chitin and chitosan,such as acylation 、etheration 、ester idication,g rafting reac -tion and cr osslinking r eaction are discussed,too 。T he modification and the application tr ends of chitin and chitosan are prospect -ed
Key words: chitin;chitosan;chemical modification #114#汪玉庭, 刘玉红, 张淑琴
木质素的性质及应用
木质素的性质及应用 张XX （北京联合大学生物化学工程学院，北京，100023） 摘要 随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深刻,天然高分子所具有的可再生、可降解等性质日益受到重视。在自然界中,木质素的储量仅次于纤维素,而且每年都以500亿吨的速度再生。增强其制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约14亿吨纤维素,同时得到5000万吨左右的木质素副产品,截止到2002年时,超过95%的木质素仍直接排入江河或浓缩后烧掉,绝少得到高效利用[1]。被用于化工高分子材料却仅占 1%。所以对于木质素的研究、开发及应用等具有十分重要的意义。本文简单介绍木质素的结构、性质。主要介绍其在发泡塑料方面的应用。 关键词：木质素；树脂；改性；发泡； 木质素的结构 木质素，是聚酚类的三维网状高分子化合物，其基本结构单元为苯丙烷结构，共有三种基本结构（非缩合型结构），即愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟基苯基结构。木质素是由松柏醇基、紫丁香基和香豆基三种单体以 C－C 键、醚键等形式连接而成的具有三维空间结构的天然高分子物质。[2] 木质素的化学性质 木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、共轭双键等活性基团，可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解、光解、酰化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应，从而奠定了木质素在多方面应用的基础。特别是在高分子材料方面，以木质素为原料可以合成酚醛树脂，既可以用作酚与甲醛反应，也可用作醛与苯酚反应[3]；利用木质素所含的醇羟基，可与异氰酸酯类进行缩合反应，制得木质素聚氨酯；木质素与烯类单体在催化剂作用下能发生接枝共聚反应，如丙烯酰胺、丙烯酸、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈等。 木质素的应用 脲醛树脂 木质素作为一种洁净资源，可制备合成树脂和胶黏剂、补强剂、油田化学品和各种助剂，在轻工业及农业中有广泛的应用。 脲醛树脂是目前市场上多用作粘合剂,作为塑料使用的很少,而且都是闭孔泡沫塑料,但脲醛树脂泡沫塑料由于其硬而脆的缺点,在应用上受到了限制。 采用加入木质素磺酸钠改性脲醛树脂,以降低游离甲醛含量及充分利用木质素资源;同时加入三聚氰胺和聚乙烯醇,以改变树脂的柔韧性。通过碳酸氢铵发泡法发泡制得开孔改性脲醛树脂泡沫塑料。实验结果表明:改性后游离甲醛含量明显降低,韧性有了较大的提高。[4]
壳聚糖改性工艺的研究
壳聚糖改性工艺的研究 壳聚糖[是自然界中唯一大量存在的高分子碱性氨基多糖，与合成高分子材料相比，具有来源广泛、价格低廉、性质稳定、无刺激、无致敏、无致突变、良好的生物相容性和生物可降解性、低免疫原性以及生物活性等优点，已被广泛应用于工业、农业、生物工程、医药、食品、日化、污水处理、纺织印染等领域。壳聚糖不溶于普通溶剂，使其应用受到了一定限制，因此，对壳聚糖进行化学改性，提高其溶解性，并赋予其一些其他功能，扩大其应用领域成为了一个研究热点。 20116壳聚糖的结构和性质 1. 1壳聚糖的结构特性 壳聚糖具有复杂的双螺旋结构，其功能基团有氨基葡萄糖单元上的6位伯经基、3位仲羟基和2位氨基或一些N位乙酰氨基以及糖酐键，其结构式如图1所示。 1. 2.壳聚糖的一般理化性质 壳聚糖是生物界中惟一的一种碱性多糖，它是白色、无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体，因原料和制备方法不同，其相对分子质量也从数十万至数百万不等。 1. 3壳聚糖的溶解性质 壳聚糖可溶于稀的盐酸、硝酸、醋酸等无机酸和大多数有机酸但不溶于稀硫酸和稀磷酸。影响壳聚糖溶解的主要因素有脱乙酰度、壳聚糖的相对分子质量、酸的种类等。 2壳聚糖的改性研究 由于壳聚糖自身性能的局限性，科研工作者对其进行了改性研究，通过控制反应条件在壳聚糖上引人其他基团来改变其理化性质[6]。本文将介绍壳聚糖改性的研究进展及应用，并对目前的一些改性方法进行了较全面的总结。 2. 1化学改性 壳聚糖分子上有许多经基和氨基，可通过对其进行分子设计实现可控化学修饰，从而改善壳聚糖本身性能的一些不足。根据壳聚糖的化学性质，可以从酰化、酯化、烷基化等几个方面对其进行化学改性。 2.1.1酸化改性 壳聚糖可与多种有机酸的衍生物如酸酐,酰卤等反应，可引人不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰基进行改性。酰化反应既可在轻基上反应(O位酰化)生成酯，也可在氨基上反应(N位酞化)生成酰胺。酰化化改性后的产物的溶解度有所改善，它具有良好的生物相容性，是一种潜在的医用生物高分子材料。如脂肪族酰化化产物可作为生物相 容性材料，N一甲酰化产物可增强人造纤维的物理性能。
改性沥青的研究进展
改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.wendangku.net/doc/6013002893.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.wendangku.net/doc/6013002893.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。
壳聚糖的应用研究进展(综述性论文)
绿色原料——壳聚糖的应用研究进展 09化学1班 XXX 指导老师：沈友教授 (惠州学院化学工程系，广东，惠州，516007) 摘要:本文综述了绿色原料壳聚糖的应用研究进展，着重介绍了壳聚糖在食品，水处理，生物药用，造纸业等方面的应用。 关键词:壳聚糖应用食品水处理 前言 原料在化学品的合成中非常重要，其可以成为影响一个化学品的制造、加工与使用的最大因素之一。如果一个化学品的原料对环境有负面的影响，则该化学品也很可能对环境具有净的负面影响。要实现绿色化学，在选择原料时应尽量使用对人体和环境无害的材料，避免使用枯竭或稀有的材料，尽量采用回收再生的原材料，采用易于提取、可循环利用的原材料，使用环境可降解的原材料。 自然界的有机物，数量最大的是纤维素，其次是蛋白质，排在第三位的是甲壳素，估计每年生物合成甲壳素100 亿t。甲壳素N-脱乙酰基的产物壳聚糖就是一种重要的绿色原料。 壳聚糖化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，壳聚糖的外观为白色或淡黄色半透明状固体, 略有珍珠光泽, 可溶于大多数稀酸如盐酸、醋酸、苯甲酸等溶液, 且溶于酸后,分子中氨基可与质子相结合, 而使自身带正电荷。自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。壳聚糖无毒无害,具有良好的保湿性、润湿性,能防止静电; 化学稳定性良好, 但吸湿性较强, 遇水易分解。对壳聚糖进行化学改性, 得到的壳聚糖衍生物在许多物化性质方面都得到改善，其应用也更加受到关注。本文着重介绍了壳聚糖在食品，医药，水处理方面的应用进展。
壳聚糖改性研究与应用
壳聚糖改性研究与应用 赵朝霞（1142032224）四川大学化学学院2011级本科 摘要：甲壳素是一种天然多糖，脱除乙酰基的产物是壳聚糖，作为新型功能生物材料，它们已在水处理、日用化学品、生物工程和医药等领域得到了应用。本文综述了近年来关于壳聚糖改性研究进展，以及将其应用到医学、食品、化学工业等各个领域的概况，重点介绍了化学和物理修饰方法的应用研究。 关键词：壳聚糖化学改性与修饰物理改性与修饰功能材料 甲壳素的化学名称为(1，4)一2一乙酰氨基一2一脱氧一β—D—葡聚糖，它是通过β-1-4糖苷键相连的线性生物高分子，分子量从几十万到几百万。甲壳素脱除乙酰基后的产物是壳聚糖，其化学名称为(1，4)一2一氨基一2—脱氧—β一D—葡聚糖。甲壳素和壳聚糖具有与纤维素很相近的化学结构，它们的区别仅是在C位上的羟基分别被一个乙酰氨基和氨基所代替(如图） 但它们的化学性质却有较大差别。甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中唯一的碱性多糖[1-4]。因此，它们已在废水处理、食品工业、纺织、化工、日用化学品、农业、生物工程和医药等方面得到应用。 医药领域 聚乳酸一羟基乙酸共聚物(PLGA)微粒广泛用于蛋白、多肽、核酸等生物大分子给药。由于PL-GA纳米微球表面缺乏可用于共价修饰的基团，所以难以在表面负载生物活性物质如DNA、配体和疫苗等，不易于通过受体或抗体进行靶向给药。因此，人们尝试用不同方法将PLGA 表层包裹不同的聚合物以达到物理改性PLGA微球表面的目的。如阳离子表面修饰是基于PLGA表层负电荷而设计的，这种方式使PLGA的表面活化成为可能。将壳聚糖(CHS)选做纳米微球表面修饰材料是因为它具有阳离子电荷，生物可降解，黏膜黏附性等特性。阎晓霏等以溶菌酶为模型蛋白，将改性PLGA与溶菌酶通过化学键结合并以CHS修饰得到一种新型阳离子纳米微球，达到增大纳米微球的包封率、载药量并促进蛋白类药物吸收的目的[5]。 壳聚糖在医药测定方面也有着十分积极的作用。Zhang等[6]首先制备了壳聚糖包覆的CdSe ／ZrKS量子点作为Her2／neu基因小分子干扰RNA(small interfering RNA，siRNA)的载体。并通过跟踪量子点的荧光信号证实药物载体靶向传送到乳腺肿瘤细胞，利用荧光索酶和酶联免疫分析验证导入细胞的siRNA的基因沉默效应。钟文英[7]等壳聚糖包覆的Ccrre量子点为荧光探针，基于荧光猝灭法建立了吉米沙星定量测定方法。以壳聚糖为载体合成新型疏水色谱填料[8]，有效分离提纯枯草芽孢杆菌α一淀粉酶、鸡卵粘蛋白、AS 1.398中性蛋白酶以及伪单孢杆菌脂肪酶[9]，以壳聚糖为载体的亲和吸附剂和壳聚糖固定化蛋白酶均具有广泛应用价值． 壳聚糖羧甲基化后，与磷酸钙生成螯合物，它可促进骨骼的矿化，在医药上可作为成骨的促进剂[10]。 二、化工领域 武美霞[11]等以壳聚糖为络合剂、稳定剂或保护剂，通过简单的化学还原法制备了具有超小尺寸的非晶态NiB．CS催化剂，并且使活性组分Ni分散均匀。壳聚糖修饰炭黑负载Pt—Au 催化剂，对原电极有相当好的物理极化学性质的改良作用。Sugunan[12]等认为，壳聚糖之所以能够捕获并起到稳定金纳米粒子的作用，一是由于两者之间存在静电作用；二是壳聚糖具有足够大的立体位阻效应，从而避免了金纳米粒子的聚集并能使金纳米粒子功能化。因此，
改性沥青现状及发展前景
改性沥青现状及发展前景 1、改性沥青应用现状 普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制：工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥肯混合料已不能满足高等级道路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。 1．1 改性沥青的应用背景和现状 据相关资料，20世纪60年代以前，沥青路面仅用于城市道路和专用公路，沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青。20世纪70年代前后，在全国范围内曾采用渣油吹氧稠化，掺配特立尼达(TLA)或阿尔巴尼亚稠沥青等改性的方法，提高结合料稠度，配制成200号沥青铺筑以表面处治为主的沥青面层。1985年国内开展 了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验。1992年NovophaltPE现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。 1．2影响改性沥青应用的因素 生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关
键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。 2、改性沥青的研究现状 目前国内的研究重点在新的改性剂和沥青改性剂的加工工艺上还有一部分研究是面向工程应用的，即研究在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果，但至今仍有两个问题没有很好地解决： (1)没有形成对改性沥青和改性性能统一的评价标准； (2)国内没有形成统一的研究体系。 改性沥青的研究是一项长期的复杂的系统工作，要想取得突破性成果必须综合各研究机构的优势，形成统一的研究体系，比如美国l987年～l992年的大型系统工程SHRP计划等等。而相对于国内，研究工作往往由各高等院校，科研院所独立完成，没有统一的研究规划，配套工作滞后。另外由于各部门的利益关系，沥青改性的关键技术往往是秘而不宣的，在一定程度上造成人财物的巨大浪费。 3、改性沥青的应用前景 由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用 3．1 SBS改性沥青将获得更广泛的应用 研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，
壳聚糖特性及其应用
壳聚糖特性及其应用 作者简介：孔佳琦，女，本科，西北民族大学化工学院，专业：制药工程。 力芬，女，本科，西北民族大学化工学院，专业：环境工程。 摘要：壳聚糖是自然界中储量丰富天然高分子化合物，壳聚糖及其衍生物具有各种优良的性质，本文主要介绍了壳聚糖的特性以及其在不同方面的应用情况，为壳聚糖的研究发展提供依据和思路。 关键词：壳聚糖；特性；应用 壳聚糖（chitosan）又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质（chitin）经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖。纯甲壳素和纯壳聚糖都是一种白色或灰白色透明的片状或粉状固体，无味、无臭、无毒性，纯壳聚糖略带珍珠光泽。在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，从而扩大了壳聚糖的应用围。本文就壳聚糖的特性和应用进行阐述，为其研究和发展提供依据和思路。
1.特性 1.1抗菌性。壳聚糖是唯一一种天然的弱碱性多糖在弱酸溶剂中易于溶解，溶解后的溶液中含有氨基（NH2+），这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抗菌性会随着其浓度的增加而增强。壳聚糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有较强的抑制作用。 1.2吸附性。壳聚糖具有很强的吸附功能，特别是对重金属离子的吸附如对铜、汞、铅等离子的吸收。壳聚糖的吸附活性可以有选择地发挥作用。当然还可以吸附胆固醇、甘油三酯、胆酸、油脂[1]等。 1.3保湿性。壳聚糖衍生物分子中有许多活泼的亲水极性基团如-OH、-COOH及-NH2，这些基团可以使其显示出保湿性。对于羧基化壳聚糖，其羟基的含量远大于其他衍生物，且羧基的亲水性所以能够结合更多的水分。因此羧基化壳聚糖的吸湿、保湿性也就明显高于其他类型的壳聚糖衍生物。 1.4成膜性。壳聚糖是线性高分子聚合物，理化性能稳定，可生物降解，粘合性好，成纤成膜性能优良。吴国杰[2]等人研究了壳聚糖膜的制备方法和性能，探讨了壳聚糖溶液成膜的最佳工艺条件。 1.5调节作用。壳聚糖可激活体具有免疫功能的淋巴细胞，使其能分辨正常细胞和癌细胞，并杀死癌细胞。还能调
SBS改性沥青的性能与应用
SBS改性沥青的性能与应用 摘要：我国高速公路建设自改革开放以来，经历了从无到有，从起步到建设成高速公路网的翻天覆地变化。与此同时，传统的普通沥青已经很难适应现代对公路的高标准要求，而改性沥青的研制与应用则较好地解决了这一问题。本文主要通过介绍SBS改性沥青在高温、低温条件下的抗车辙、抗裂性能，与水稳定性，抗滑能力等内容，比较得出其对于传统沥青在工程、经济、社会各方面的优越性，探究了加强对SBS改性沥青的学习，开展对SBS改性沥青深入的研究与推广其广泛应用的长远意义。 关键词：SBS改性沥青；改性沥青性能；改性沥青应用；沥青施工；工程效益；应用前景 1 前言 随着交通流量的增长、车载质量的增加以及高温和低温的作用，为适应道路路面的使用性能的要求，保证路面良好的使用状态，延长路面的使用寿命，就必须探寻更高性能的路面材料。SBS改性沥青混凝土具有很好的高温抗车辙能力，低温抗裂能力，改善了沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑能力，增强了路面的承载能力，提高了沥青的抗氧化能力，是比较优良的路面材料。自上世纪40年代以来，国内外学者对各类改性沥青的性能进行了大量的研究工作，改性沥青技术得到了越来越多的重视。现有研究结果表明，与其他改性沥青相比，SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)改性沥青的综合性能[1]更为突出，SBS改性沥青必将在未来很长的一段时间内得到更深入的研究和更广泛的应用。 2 SBS改性沥青简介 SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。在良好的设计配合比和施工条件下，用SBS改性沥青铺筑的沥青混凝土路面有着传统沥青路面无法比拟的优越性能，具有很好的耐高温、抗低温能力以及较好的抗车辙能力和抗疲劳能力，并极大地改善沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑性能。
壳聚糖改性与在水处理方面的应用
《文献检索与科技论文写作》作业 壳聚糖的改性在水处理中的应用进展 年级： 学院： 专业：高分子材料 学生： 学号： 指导教师： 提纲
0 引言 壳聚糖是性能优异、应用广泛且具有开发价值的天然高分子絮凝剂。虽然在应用中有一些不足，但可以通过物理或化学改性来提高其性能，拓展其应用围。本文主要介绍壳聚糖改性后在水处理中的应用进展。 1 壳聚糖的改性在饮用水处理中的应用 从对氟离子的吸附及对浊度的降低介绍改性壳聚糖的应用效果； 2 壳聚糖的改性在工业废水中的应用 2.1 印染废水 从对偶氮染料的吸附及对阳离子染料的吸附介绍改性壳聚糖的应用； 2.2 重金属离子 2+、Th4+的吸附及对Cr(VI)的吸附，主要从对铜离子、对镍离子的吸附；对UO 2 来介绍改性壳聚糖的应用； 2.3 造纸废水 主要介绍接枝改性壳聚糖和壳聚糖微球对造纸废水的处理效果； 3 壳聚糖的改性在城市污水和海水中的应用 主要介绍改性壳聚糖对SS、浊度、BOD5及COD等的处理效果； 4 结语与展望 介绍目前的改性研究情况及未来研究的方向。 5 参考文献
壳聚糖的改性在水处理中的应用进展 --------大学材料科学与工程学院14级高分子材料专业马舒颜摘要：本文阐述了壳聚糖絮凝剂改性后在水处理方面的应用进展，着重说明其在重金属离子处理、印染废水处理中的应用。壳聚糖絮凝剂在水处理中应用极广，环境友好，从可持续发展角度来看有着巨大的发展潜力和研究意义。 关键词：壳聚糖的改性絮凝水处理 0 引言 水是人类生存最基本的需求，传统的水处理剂会在水中有残留，对人体健康及环境造成危害。因此，兼具环境友好、可再生、来源广泛的绿色水处理剂备受关注。而壳聚糖就是性能最为优异的的天然高分子材料之一。 壳聚糖是由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰作用得到的，又称脱乙酰甲壳素，一般而言，甲壳素的N-乙酰基脱去55％以上就可称为壳聚糖，其分子式为 (C 6H 11 NO 4 )N。壳聚糖结构中含有大量活泼的氨基和羟基，在酸性溶液中能形成阳离 子型聚电解质，有良好的絮凝作用；且可通过表面侵蚀、酶降解、溶解等多种降解方式进行可控性降解，无毒副作用；同时还具有很好的生物相容性、吸附性、吸湿性、成膜性、抵抗免疫反应性和抗菌性等，广泛应用于造纸、纺织、制革、工业废水处理；在医药、食品保健品等领域也发挥着巨大的作用。因此，壳聚糖是一种用途广泛且富开发价值的天然高分子絮凝剂。 然而，壳聚糖在实际应用中还存在一些不足，譬如：化学性质不活泼、溶解性较差、分子量相对较低等，在一定程度上限制了它的使用围。但因其结构中含有羟基、乙酰基和氨基等官能团，故可以利用烷基化、酯化、接枝、交联等改性方法来改善壳聚糖的性质，提高其性能，从而拓展应用围，得到更大的利用空间。 1 壳聚糖的改性在饮用水处理中的应用 饮用水的处理，目的是将水处理为对人体有生物安全性和化学安全性的水，同时水的浊度、色度、硬度、气味等给人的感受要好[1]。壳聚糖因其天然、无毒、安全性，在饮用水处理中显示了其独特的优越性。壳聚糖特有的分子结构，可有效去除水中的悬浮物、有机物、颜色和气味，可降低水中COD含量并减少水中毒副物质的产生；此外，壳聚糖可以有效吸附去除饮用水中重金属及其藻类物质；还可以去除无机絮凝剂处理后残留的铝离子，且能一定程度上抑制水中微生物的繁殖和生长，从而具有一定的杀菌作用[2]。 我国是世界上地方性氟中毒较严重的国家之一。氟离子是人体不可或缺的微
木质素
转载： 国内改性木质素类降粘剂研究进展 1 前言 水基钻井液一般由水、粘土、化学处理剂组成。它在钻井过程中起着重要作用，是适应各种复杂地质条件、提高钻井质量的重要因素。随着温度升高，体系中的化学处理剂及有机物成分会越来越活跃，促进了体系中SiO2的溶胶化（指SiO2在pH值大于9的环境中形成硅溶胶或称硅酸钠），结果使钻井液随环境温度的升高而逐渐增稠。如果钻井液粘度和切力过大，则使钻井液流动阻力过大、能耗过高，严重影响钻速，此外还会引起钻头泥包、卡钻、钻屑在地面不易除去和钻井液脱气困难等问题。 因此，降粘剂是钻井过程中不可缺少的钻井液处理剂，它对调节钻井液流变性起着非常重要的作用。虽然固控设备能有效清除钻井液中的各种固相，起调节钻井液流变性、减少降粘剂使用量的作用。但在现场固控设备的使用不理想，降粘剂的作用就更加重要。 木质素是一种复杂的芳香族天然高分子，由苯丙烷基以醚键（C-O-C）或碳-碳键（C-C）键结合形成杂支链的三维网状结构。它是植物纤维的主要组成部分之一，在自然界的分布极广，蕴藏量仅次于纤维素。目前用于燃料以外的工业木质素主要是木质素磺酸盐。木质素磺酸盐是木浆法造纸的副产品，价廉易得，分子上含有各种官能团，在一定条件下能与多种物质发生多种改性反应（主要有氧化剂氧化、金属离子络合、磺化剂磺化、甲醛缩合或接枝等），其进行化学改性后，是
良好的降粘剂。自20世纪50年代以来，铁铬木质素磺酸盐一直被广泛应用于钻井液中。 2 改性木质素类降粘剂的国内研究概况 2.1 木质素磺酸盐的接枝改性 根据接枝方法的不同，木质素磺酸盐的接枝改性目前主要分为3类：化学接枝、 生物化学接枝 和电化学接枝。 在合成降粘剂时，通常使用化学接枝。化学接枝分为一步法和二步法。一步法：先将木质素磺酸盐溶于水中，将引发剂、不饱和单体及还原剂一并加入反应瓶中，然后升温反应。这种方法的优点是反应速度快，工艺简单，生产效率高，但由于不饱和单体的一次加入，会由于竞聚率的不同，可能导致单体的部分自聚，而少量与木质素接枝反应，得不到高接枝化的产物，而且产品的粘度会较大，不宜获得高固体含量的产物。 二步法：先将木质素磺酸盐溶于水中，并加入还原剂，搅拌均匀，升温后，将不饱和单体及过氧化物并流滴加，两个滴加口离开一段距离，让单体有足够的时间与木质素磺酸盐混合后引发。其优点是共聚物粘度低，发硬易于控制，可制备高固体含量的接枝共聚物，但生产效率较一步法低。 2.2 近年国内已研制或应用的木质素类降粘剂 2.2.1 AMPS/AA/DMDAAC-木质素磺酸盐接枝共聚物降粘剂
改性壳聚糖富集研究综述范文【精编】
改性壳聚糖富集研究综述 摘要:壳聚糖及其衍生物是一种天然高分子,随着对其研究的深入发展,涉及的内容和应用范围越来越广泛。本文综合概述了壳聚糖的结构、性质、富集及其化学改性的方法,简单介绍了它们的应用领域。 关键词:壳聚糖;富集;化学改性;应用。 引言: 壳聚糖具有许多独特的化学物理性质,根据其酸化、酉旨化和氧化、接枝与交联、经基化、经烷基化等反应还可制备成多种用途的产品,而且从氨基多糖的特点出发具有比纤维素更为广泛的用途。对壳聚糖的应用开发研究,自本世纪六十年代以来就十分活跃,近年来国际更是十分重视对它的深入开发和应用。通过对甲壳质和壳聚糖进行化学修饰与改性来制备性能独特的衍生物已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。 1、壳聚糖及其改性吸附剂 壳聚糖(chitosan)是一种天然化合物,属于碳水化合物中的多糖,是甲壳素N-脱乙酰基的产物,其学名是β(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。 壳聚糖本身的基本结构是葡萄糖胺聚合物,与纤维素类似。但因多了一个胺基,带有正电荷,所以使其化学性质较为活泼。且因其聚合分子结合键角度自然扭转之故,对于小分子或元素会发生凝集螫合作用。根据甲壳素脱乙酰化时的条件不同,壳聚糖的脱乙酰度和分子量不同,壳聚糖的分子量通常在几十万左右。但一般来说N-乙酰基脱去55%以上的就可称之为壳聚糖。 壳聚糖本身性质十分稳定,不会氧化或吸湿。鉴于壳聚糖及其衍生物具有优良的生理活性,在食品、生物制药、水处理方面显示出非常诱人的应用价值。近年来,国内外对壳聚糖的开发研究十分活跃。 2、壳聚糖富集工艺的研究现状 由于壳聚糖吸附剂有以上的优点,学者们对其富集的工艺已经有了较为深入的研究。 李斌,崔慧[1]研究了以壳聚糖作富集柱,稀H2SO4为洗脱剂,稀NaOH 为再生剂,火焰原子吸收光谱法简便、快速分离富集测定水中痕量Cu(Ⅱ)的方法,于波长325nm 处测定,检出限为20ng·ml-1,线性范围为10~20μg·ml-1。此法的优点在于简便、快速、选择性好、经济实用、效果良好。但由于壳聚糖易降解,在实际操作中存在着流速控制难,富集效果不均一,空白大的问题。
纤维改性沥青混合料研究进展
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/6013002893.html, 纤维改性沥青混合料研究进展 作者：刘哲 来源：《中国科技纵横》2015年第24期 【摘要】通过对纤维改性沥青混合料研究历史及现状的调研，总结了纤维改性沥青混合 料的主要影响因素以及纤维改性沥青混合料的作用机理；阐述了纤维种类、长度、添加量以及界面粘结对沥青混合料性能的影响情况，不同因素的变化会影响沥青混合料的不同性能；总结了纤维在沥青混合料中的吸附、稳定、桥接以及加筋作用。 【关键词】纤维改性沥青混合料作用机理 1 概述 纤维作为一种新型的增强材料，被广泛的用作复合材料增强体，应用于航空航天、电子机械等尖端领域[1-3]，由于纤维具有高模量、高强度、高长径比以及较强的吸附能力，在道路沥青及沥青混合料中也多有应用。多年来，国内外对纤维改善沥青及其混合料性能进行了大量研究，并根据实际需求，开发出了一系列适用于道路沥青改性的路用纤维，主要包括木质素纤维、矿物纤维、聚合物纤维以及新兴的玄武岩纤维等。本文主要针对道路纤维在沥青混合料中的应用进行调研，分析了纤维对混合料性能影响的主要作用机理及影响因素，对其未来发展进行了展望。 2纤维改性沥青混合料的主要影响因素 2.1 纤维种类及性能 按处理方式划分，纤维可分为天然纤维和化学合成纤维，不同种类的纤维具有不同的性能，包括强度、模量、吸持沥青量、长径比以及表面形貌等等，而这些因素都会对沥青混合料性能产生影响。李智慧[4]等考察了聚丙烯腈纤维、聚酯纤维以及木质素纤维等三类不同的增 强体对沥青混合料性能的影响，同时分析了三类纤维的常规技术性能，建立了纤维性能与外掺纤维沥青混合料路用性能之间的关系。结果表明，掺加聚丙烯腈纤维和聚酯纤维的沥青混合料性能相当，而木质素纤维混合料性能稍差；纤维的种类还影响着其对沥青混合料的主要作用机理。对外掺纤维沥青混合料路用性能影响程度最大的纤维性质因素是抗拉强度与极限拉伸应变，其次是熔融温度，吸持沥青量也有一定程度影响，纤维直径影响最小，在纤维形状特征因素中纤维长度的影响程度大于纤维直径与长径比。T.Serkan[5]采用聚酯纤维对石油沥青进行改性处理，石油沥青混合料的马歇尔稳定度增加而流值降低，同时抗车辙及抗疲劳性能增加，表明聚酯纤维有效提高了石油沥青混合料的路用性能；F.M.Nejad等[6]使用碳纤维增强沥青混凝土，结果显示，碳纤维的加入有效提升了沥青混凝土的强度和抗老化性能。此外，有不少学者采用不同种类的纤维对沥青混合料进行混杂改性，取得了良好的效果[7-8]。
木质素表面活性剂及木质素磺酸盐的化学改性方法
木质素表面活性剂及木质素磺酸盐的 化学改性方法 李凤起1 朱书全2 (1.太原理工大学矿业工程学院,030024; 2.中国矿业大学北京校区,100083) 摘要:介绍了利用造纸工业的主要副产品木质素制取表面活性剂以及对木质素磺酸盐的几种有效的化学改性方法与产品应用途径,给出了用木质素改性制备水煤浆添加剂的实例。 关键词:木质素 化学改性 表面活性剂 接枝共聚 应用 木质素(简称木素)是造纸工业的副产品,在化学制浆过程中,木素绝大部分溶解在废液中,是纸浆废液的主要成分。由于原料不同,制浆方法不同,所以木质素在纸浆废液中的存在形式也不同。 碱木素存在于碱法制浆废液中,是一种具有分散、粘合及表面活性等特殊性能的天然高分子化合物。目前对木质素的化学结构尚无统一认识,但公认木质素是以1丙烯基3甲氧基4氧苯为结构单元通过C—O键或C—C键连接而成的高分子化合物。碱木素上缺乏强亲水性官能团,同时可发生反应的位置较少,所以水溶性和化学反应性能都不好,特别是在中性及酸性条件下溶解度很低,这些缺陷大大限制了它的应用范围。木质素的化学改性是开拓产品利用价值的重要手段。 木质素磺酸盐是在亚硫酸盐制浆过程中产生的,也可以由木质素磺化制得。木质素磺酸盐因有磺酸基存在,具有较强的亲水性,所以它比碱木素的应用广泛得多。 作者在进行木质素改性制取水煤浆添加剂的研究过程中,分析了木质素的几种有效的改性方法和可能的利用途径,并对碱木素进行磺化改性和对木质素磺酸盐氧化改性制成水煤浆添加剂,分别用于义马、北宿和大同煤制浆,经Haake RV12型流变仪测定,浆的流变性好,且水煤浆的定粘浓度提高2%～3%[1]。 1 木质素表面活性剂 木质素具有含活泼氢的羟基和可以被加成的双键,可以引入各种亲水性基团,合成各种表面活性剂。1.1 合成阴离子表面活性剂 木质素的改性方法虽然很多,但最具实际应用价值的改性方法还是磺化改性。磺化改性包括高温磺化、氧化磺化和磺甲基化。 高温磺化是将碱木素与Na2SO3在180℃左右反应,在木素侧链上引进磺酸基,制得水溶性好的产品。 木质素为网状大分子结构,屏蔽效应比较明显,表面可以被磺化,但其网状内部由于磺酸基无法进入而不能磺化。可以先用氧化剂(如KM nO4, H2O2)等进行氧化,将其打断为小分子后再进行磺化,然后再用偶联剂进行偶联,这样就可以得到磺化度较高的木质素磺酸盐,相对分子质量可以控制,分散效果将会更好。 磺甲基化是将碱木素在碱性条件下于170℃与甲醛和Na2SO3反应,即一步法磺甲基化;或者是先羟甲基化,再在碱性条件下于170℃与Na2SO3反应,即两步法磺甲基化。据报道,磺甲基化反应主要发生在苯环上,也有少量发生在侧链上[2],见图1。 木质素经磺化和磺甲基化后,具有较好的分散性和表面活性,可降低界面张力,有广阔的应用前景。下面是作者利用碱木素磺化改性制备水煤浆添加剂的实例。 (a)原料来源。 工业碱木素,来源于某造纸厂的碱法草浆黑液,质量分数大于30%,未经提纯,直接进行磺 收稿日期:19991204修改稿收到日期:20001219。 作者简介:李凤起讲师,主要从事表面活性剂的合成与应用工作,已发表论文篇。 2001年3月 精 细 石 油 化 工 SPEC IALIT Y PET ROCHE M ICALS 第2期
SBS改性沥青机理研究进展
S BS改性沥青机理研究进展 李双瑞,林 青,董声雄 (福州大学化学化工学院,福州 350002) 摘要:介绍了沥青的特性、苯乙烯2丁二烯2苯乙烯三嵌段共聚物(S BS)的性能,分析了S BS与基质沥青之间 的溶胀性和相容性问题,着重论述了S BS改性沥青机理的研究进展,指出机理主要分为物理共混和化学改性两 类:物理共混———S BS微粒受到沥青组分中油分的作用发生溶胀而均匀分散在沥青中,S BS与沥青之间没有发 生化学作用,只是一种分子间作用力;化学改性———加入添加剂使沥青和S BS之间发生加成、交联或接枝等化 学反应,形成较强的共价键或离子键,改善沥青的化学性质。提出化学改性是提高S BS改性沥青路用性能的重 要手段。 关键词:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物;S BS改性沥青;改性机理 采用聚合物对道路沥青进行改性是提高和改善沥青混合料路用性能的一种重要措施[1～6]。近年来,在聚合物改性材料中,苯乙烯2丁二烯2苯乙烯三嵌段共聚物(S BS)以其优异的性能,成为世界上使用最为广泛的沥青改性剂[7～12]。对S BS改性沥青路用性能的研究[13～17]表明:采用S BS对沥青改性后,改性沥青的低温柔性和高温性能明显提高,温度敏感性大大降低。关于S BS改性沥青的机理,国内外科技人员进行了大量的研究,但并没有形成统一的理论。本文根据国内外相关文献,介绍了沥青和S BS的性能以及S BS在沥青中的溶胀性和相容性问题,着重论述了S BS改性沥青机理的研究进展。 1 沥青的特性 沥青是由多种化学成分极其复杂的烃类所组成。这些烃类为一些带有不同长短侧链的高度缩合的环烷烃和芳香烃,以及这些烃类的非金属元素衍生物[18]。按生产来源划分,沥青主要可分为地沥青(包括天然沥青与石油沥青)、焦油沥青、煤沥青、页岩沥青等。道路中各国目前生产和最常用的是石油沥青。石油沥青是原油加工的重质产品[19]。石油沥青的组分极为复杂,通常用溶剂将沥青通过色层分析法分成饱和分、芳香分、胶质和沥青质四个组分[18]。Hubbard2Stanfield法将沥青划分为油分、树脂和沥青质3个组分[19]。 油分是石油沥青中最轻的馏分,含量在45%～60%。油分是石油沥青可以流动的主要原因,其含量越多,软化点越低,粘度越小,使沥青具有柔软性和抗裂性。树脂的含量在15%～30%。树脂的存在使石油沥青有一定的可塑性、可流动性和粘结性,直接决定着石油沥青的延伸度和粘结力。沥青质是固体无定形物质,含量在5%～30%。沥青质是高分子化合物,它是石油沥青中分子量最高的组分,决定着石油沥青的塑性状态界限、自固态变为液态的程度、粘滞性、温度稳定性、硬度和软化点。此外,石油沥青中还含有一定数量的沥青酸、沥青酸酐、碳化物和似碳物。 沥青的主要结构为胶体结构,即以沥青质为核,表面层被树脂浸润包裹,而树脂又溶于油分中,形成沥青胶团,无数胶团彼此通过油质结合成胶体结构。当沥青中沥青质含量适当,并有较多的树脂作为保护物质时,它所组成的胶团之间有一定的吸引力,这种结构称之为溶胶-凝胶结构。大多数优质的路用沥青都属于这种胶体结构,具有粘弹性和触变性。当沥青质含量较高时,胶粒相互缠结,粘度大、塑性小、 基金项目:中法先进科技合作项目(PRAMX02208); 作者简介:李双瑞(1977-),女,河南南阳人,博士研究生,从事沥青材料改性的研究; 联系人,E2mail:sxdong2004@https://www.wendangku.net/doc/6013002893.html,.
壳聚糖在水处理中的应用
壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展 田清源，费梦飞 山东农业大学化学与材料科学学院 摘要：介绍了壳聚糖的结构、性质及其在水处理中的应用原理，综述了壳聚糖与粘土、二氧化硅、无机高分子絮凝剂及其它无机材料复合得到的壳聚糖基复合材料在水处理中的应用研究进展，提出未来的发展应加强处理机理的研究、对重金属离子外的其它无机物和有机物的处理研究以及产业化应用研究。 壳聚糖（Ｃｈｉｔｏｓａｎ，ＣＴＳ）是唯一一种碱性天然多糖，是甲壳素经脱乙酰作用的产物。壳聚糖分子链上存在大量的氨基和羟基，具有很高的反应活性，同时还具有良好的生物相容性、无毒性和生物可降解性，此外，壳聚糖还是天然的高分子絮凝剂，作为吸附剂和絮凝剂在水处理领域具有很好的应用前景。鉴于壳聚糖在酸性溶液中易溶解、沉降慢、稳定性差，片状和粉状的壳聚糖使其再生、贮存很不方便，通常人们将其改性、交联制成如微球、多孔小珠等树脂产品，但是在乳化交联过程中，交联剂的用量直接影响着微球的机械性能和饱和吸附量，两者难以兼顾，因此，壳聚糖树脂微球的性能仍不够理想。近年来，随着聚合物／无机杂化材料研究的发展，壳聚糖／无机物复合材料的制备和性能的研究进展很快。无机物与壳聚糖的复合，一方面改善了壳聚糖材料的机械性能，另一方面又赋予壳聚糖新的功能，对于提高壳聚糖的应用价值意义重大［１］。作者在此对壳聚糖基复合材料在水处理方面的应用研究进展进行了综述。 １壳聚糖的结构和性质 壳聚糖是由β－（１→４）－２－氨基－２－脱氧－Ｄ－葡糖胺和β－（１→４）－２－乙酰氨基－２－脱氧－Ｄ－葡糖胺两种糖单元间隔连接而成的链状聚合物，分子量根据脱乙酰度的不同从数十万到数百万不等［２］。壳聚糖分子链上分布着大量羟基、Ｎ－乙酰氨基和氨基，形成各种分子内和分子间的氢键，不仅是配位作用和反应的位点，同时也形成了壳聚糖大分子的二级结构［３］。壳聚糖的结构式如图１所示。 图１壳聚糖的结构式 壳聚糖分子链上丰富的羟基和氨基基团，使其具有许多独特的化学和物理性质。例如，壳聚糖上的氨基使其呈一定的碱性，可以从溶液中结合氢离子，从而使壳聚糖成为带正电荷的聚电解质而溶于酸；壳聚糖分子中活泼的Ｃ２位氨基和Ｃ６位羟基，使其易于发生化学反应，可进行多种化学修饰，形成不同结构和性能的衍生物，从而拓宽了其应用领域。另外，作为一种生物高分子化合物，壳聚糖还具有优良的生物相容性和生物可降解性。 评价壳聚糖性能的两项重要指标是脱乙酰度和平均分子量，一般而言，脱乙酰度越高、平均分子量越小，壳聚糖的溶解性就越好［４，５］。壳聚糖独特的结构和性质，使其具有良好的粘合性、生物可降解性、生物相容性、再生性和抗菌性，因此，广泛应用于生物医学、药学、食品、造纸、纺织以及环保等领域。 ２壳聚糖在水处理中的应用原理［６］ ２．１吸附与絮凝作用 壳聚糖分子链上存在大量的氨基、羟基和Ｎ－乙酰氨基，使其可借助氢键、盐键形成网
木质素化学改性及应用
木质素化学改性及应用 姓名：蒲黄彪学号：201106110007 摘要：本文综述了由制浆造纸回收黑液分离而得的木质素的磺化改性方法及其应用情况。分析表明，磺化改性后的木质素分子含量提高，水溶性、表面活性增强，其改性产物分别在混凝土减水剂、石油开采、聚氨酯合成等方面有良好的应用前景。木质素的化学改性拓宽了木质素的应用范围，也提高了其实用价值。加强木质素的改性与应用研究对保护生态环境，推动工业木质素应用的发展，促进制浆造纸废液污染治理，农林剩余生物质资源利用，开发可自然再生资源的综合利用具有重要意义。 关键词：木质素；磺化改性；综合利用 前言 木质素是木质化植物组织除去浸提成分（包括灰分）后的非碳水化合物部分，是具有芳香族特性的高分子无定形物质。主要存在于木质化植物细胞壁，起着将细胞连接起来强化植物细胞的作用。在化学上是苯基丙烷单元（C6-C3）主要通过C-C键或醚键结合起来的复杂化合物，甲氧基是其特征功能基［1］。 木质素是自然界中仅次于纤维素的第二大可再生资源。这种天然有机高分子化合物由于其结构的复杂性、大分子的多分散性以及物理化学性质的不均一性，至今尚未得到充分有效的利用［2］。目前可作为工业原料的木质素主要是造纸工业的副产品，主要分为木素磺酸盐和碱木素两大类，用于混凝土减水剂、分散剂、泥浆处理剂、土质稳定剂、表面活性剂、水处理剂、黏合剂等方面［3-6］。工业木质素实际上是木质素大分子降解形成的小的碎片和各种碎片缩合物的一种混合物，保留有原本木质素的大分子骨架和基本的功能基团。木质素分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团，可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解、光解、酰化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应［7］，这些性质使得木质素在现代化学工业中拥有巨大的潜在应用价值。碱木质素不溶于酸性和中性试剂，仅可溶于碱性溶液和四氢呋喃、二氧六环、乙醇、甲醇等少量的有机溶剂。 木质素的结构比较复杂，一般公认木质素是由苯丙基(C9)单元通过C—O键或C—C键连接而成的交联网状的天然酚类高分子化合物。因为木质素分子中具有芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、羧基等多种活性基团，兼具可再生、可生物降解以及无毒等优点，所以被视为优良的绿色化工原料，其改性研究备受关注。木质素在化学上具有不稳定性，通过对木质素的化学改性研究(磺化、硫化、氧化、接枝共聚、缩合、交联)可极大地提高木质素的应用性能，并能拓展其应用领域。 1木质素的结构特点