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第1章　绪论1

1.1　环境、资源与材料1

1.1.1　环境1

1.1.2 资源3

1.1.3　材料4

1.2　生物质材料概述6

1.2.1　生物质材料的定义6

1.2.2　生物质材料的分类7

1.2.3　生物质材料的一般特性特征9

1.2.4　生物质材料的应用11

1.2.5　发展生物质材料的意义12

参考文献12

第2章　纤维素基材料14

2.1　纤维素的存在与获得14

2.2　纤维素的结构与性质15

2.2.1　纤维素的结构15

2.2.2　纤维素的性质22

2.3　纤维素化学24

2.3.1　纤维素化学反应的可及度与反应性25

2.3.2　纤维素的主要化学反应25

2.4　纤维素的衍生物及应用34

2.4.1　纤维素酯34

2.4.2　纤维素醚40

2.4.3　其他纤维素衍生物47

2.5　纤维素纤维及应用48

2.5.1　棉纤维48

2.5.2　麻纤维50

2.5.3　黏胶纤维51

2.5.4　醋酯纤维54

2.5.5　铜氨纤维55

2.6　改性纤维素材料及应用55

2.6.1　交联改性纤维素材料及应用55

2.6.2　接枝改性纤维素材料及应用56

2.6.3　共混改性纤维素材料及应用58

2.6.4　纤维素复合材料及应用59

2.7　功能纤维素材料的制备及应用61

2.7.1　物理方法61

2.7.2　化学方法61

2.7.3　表面、界面化学修饰方法64

2.8　液晶纤维素材料65

2.8.1 液晶纤维素及其衍生物薄膜的结构与性能65

2.8.2　液晶纤维素及其衍生物的结构与性能66

2.8.3　功能分离膜66

2.8.4　液晶纤维素及其衍生物交联凝胶67

2.9　纤维素的人工合成68

参考文献70

第3章　淀粉基材料72

3.1　淀粉的存在72

3.1.1　玉米淀粉73

3.1.2　其他谷类淀粉73

3.1.3　薯类淀粉74

3.1.4　野生植物淀粉75

3.2　淀粉的结构与性质75

3.2.1　淀粉的结构75

3.2.2　淀粉的性质78

3.3　淀粉的深加工利用79

3.4　淀粉的改性与应用81

3.4.1　淀粉的衍生化及其应用81

3.4.2　接枝淀粉及其应用90

3.4.3　交联淀粉及其应用93

3.5　淀粉基材料及应用95

3.5.1　全淀粉材料95

3.5.2　共混淀粉材料96

参考文献100

第4章　甲壳素基材料102

4.1 甲壳素的存在与发现102

4.1.1 甲壳素的存在102

4.1.2　甲壳素的发现103

4.2　甲壳素与壳聚糖的结构与性质103

4.2.1　甲壳素与壳聚糖的结构103

4.2.2　甲壳素与壳聚糖的提取105

4.2.3　甲壳素与壳聚糖的性质105

4.3　甲壳素与壳聚糖化学106

4.3.1 甲壳素与壳聚糖的碱化106

4.3.2 甲壳素与壳聚糖的酰化反应106

4.3.3 甲壳素与壳聚糖的酯化反应108

4.3.4 甲壳素与壳聚糖的醚化反应109

4.3.5 甲壳素与壳聚糖的N-烷基化反应111

4.3.6 甲壳素与壳聚糖的水解反应111

4.3.7　甲壳素与壳聚糖的氧化反应112

4.3.8　甲壳素与壳聚糖的交联反应112

4.3.9 甲壳素与壳聚糖的接枝共聚反应112

4.3.10 甲壳素与壳聚糖的螯合反应113

4.4　甲壳素、壳聚糖及其衍生物的应用113

4.4.1　在造纸工业中的应用114

4.4.2　在食品工业中的应用114

4.4.3　在环境保护中的应用115

4.4.4　在医药卫生方面的应用115

4.4.5　在化妆品中的应用116

4.4.6　在农业中的应用116

4.5　特种甲壳素／壳聚糖的制备与应用117

4.5.1　二丁酰甲壳质117

4.5.2　高黏度壳聚糖和高脱乙酰度壳聚糖118

4.5.3　低聚甲壳素和低聚壳聚糖119

4.5.4　微晶壳聚糖和磁性壳聚糖120

4.6 甲壳素／壳聚糖基材料及其应用120

4.6.1 甲壳素／壳聚糖基功能材料120

4.6.2 甲壳素／壳聚糖基生物医用材料122

4.6.3 甲壳素／壳聚糖基复合材料124

参考文献124

第5章　其他多糖类材料126

5.1　环糊精126

5.1.1　环糊精的结构与性质126

5.1.2　环糊精的修饰与应用128

5.2　半纤维素132

5.2.1　半纤维素的结构与性质132

5.2.2　半纤维素的改性与应用134

5.3　魔芋葡甘聚糖136

5.3.1　魔芋葡甘聚糖的结构与性质137

5.3.2　魔芋葡甘聚糖的改性与应用138

5.4　海藻酸钠141

5.4.1　海藻酸钠的结构与性质141

5.4.2　海藻酸钠的改性与应用142

5.5　黄原胶144

5.5.1　黄原胶的结构与性质144

5.5.2　黄原胶的改性与应用146

参考文献148

第6章　蛋白质基材料150

6.1　蛋白质概述150

6.1.1　蛋白质的存在150

6.1.2　蛋白质的化学组成150

6.1.3　氨基酸及其性质151

6.1.4　蛋白质的结构153

6.1.5　蛋白质的分类158

6.1.6　蛋白质的性质158

6.2　大豆蛋白161

6.2.1　大豆蛋白的结构与性质161

6.2.2　大豆蛋白的改性165

6.2.3　大豆蛋白的应用166

6.3　蚕丝蛋白172

6.3.1　蚕丝蛋白的结构与性质172

6.3.2　蚕丝蛋白的改性174

6.3.3　蚕丝蛋白的应用175

6.4　蜘蛛丝与重组蜘蛛丝180

6.4.1　蜘蛛丝蛋白的结构与性能180

6.4.2　重组蜘蛛丝蛋白的生产181

6.4.3　蜘蛛丝蛋白的应用184

6.5　其他蛋白质基材料185

6.5.1　羊毛蛋白185

6.5.2　酪蛋白187

6.5.3　明胶188

6.5.4　贝类黏附蛋白190

参考文献191

第7章　木质素193

7.1　木质素的存在与获得193

7.2　木质素的结构与性质194

7.2.1　木质素的元素组成194

7.2.2　木质素的结构主体和先体195

7.2.3　木质素的官能团195

7.2.4　木质素与糖类的连接197

7.2.5　木质素的超分子特性198

7.3　木质素化学198

7.3.1　氧化反应199

7.3.2　还原反应200

7.3.3　水解反应201

7.3.4　醇解反应和酸解反应202

7.3.5　光解反应202

7.3.6　生物降解202

7.3.7　烷基化反应204

7.3.8　磺化反应204

7.3.9 卤化反应205

7.3.10　硝化反应205

7.3.11　缩合反应205

7.3.12　接枝共聚206

7.4　木质素的改性207

7.4.1　木质素的衍生化改性207

7.4.2　木质素的接枝共聚210

7.5　木质素基高分子材料211

7.5.1　木质素基酚醛树脂211

7.5.2　木质素基聚氨酯212

7.5.3　其他木质素基高分子材料212

7.6　木质素共混材料213

7.6.1　木质素共混聚烯烃213

7.6.2　木质素填充橡胶214

7.6.3　木质素共混聚酯／聚醚214

7.6.4　木质素复合天然高分子215

7.7　木质素材料的改性方法及性能优化215

7.7.1　木质素改性材料的高性能化215

7.7.2　木质素结构对材料性能的影响216

7.7.3　木质素改性材料的思路217

7.8　木质素材料的应用217

参考文献220

第8章　木材222

8.1　木材概述222

8.1.1　木材的人居环境特性222

8.1.2　木材的基本特点223

8.2　木材的结构225

8.2.1　木材的宏观结构225

8.2.2　木材的微观结构229

8.2.3　木材的细胞壁结构234

8.3　木材的化学组成236

8.3.1　高分子物质236

8.3.2　木材抽提物239

8.4　木材与水分240

8.4.1　木材的含水量241

8.4.2　木材中水分的存在形式241

8.4.3　木材的水分吸着和解吸242

8.4.4　木材中水分的移动243

8.4.5　木材的干缩湿胀244

8.5　木材的改性246

8.5.1　木材的强化246

8.5.2　木材尺寸稳定化249

8.5.3　木材软化251

8.5.4　木材的防腐处理252

8.5.5　木材的阻燃254

8.5.6　木材颜色处理256

8.6　木材基材料及其应用257

8.6.1　整体木材257

8.6.2　薄木258

8.6.3　木质基复合材料259

8.6.4　衍生化木材267

8.6.5　木材的液化转化及应用269

参考文献271

第9章　作物秸秆273

9.1　作物秸秆概述273

9.1.1　秸秆资源的可获量273

9.1.2　发展秸秆复合材料的意义273

9.2　作物秸秆的结构274

9.2.1 禾本科植物茎秆的生物构造274

9.2.2　禾本科草类纤维超微构造结构模型277

9.3　禾本科植物茎秆的化学组成277

9.4　主要禾本科植物茎秆原料278

9.4.1　稻草278

9.4.2　麦秸279

9.4.3　麻秆279

9.4.4　棉秆280

9.4.5　芦苇281

9.4.6　玉米秸282

9.4.7　高粱秸283

9.4.8　甘蔗渣284

9.5　作物秸秆的改性285

9.5.1　物理方法286

9.5.2　化学方法286

9.6　作物秸秆及其制品的应用288

9.6.1　秸秆综合利用的领域288

9.6.2　农作物秸秆作为复合材料工业原料的可行性288

9.6.3　秸秆复合材料的主要新产品及应用289

参考文献290

第10章　竹材292

10.1　竹子的种类与分布292

10.1.1　竹子的种类292

10.1.2　竹子的分布292

10.1.3　我国的竹子资源分布293

10.2　竹子的植物形态与解剖构造294

10.2.1　竹子的植物形态294

10.2.2　竹子的解剖构造294

10.3　竹材的性质297

10.3.1　竹材的主要化学成分297

10.3.2　竹材的少量成分298

10.3.3　竹材的物理性质299

10.3.4　竹材的力学性质300

10.4　竹材性质及应用研究进展301

10.4.1　竹材微观结构和力学性质之间的关系301

10.4.2　竹材干燥特性301

10.4.3　竹材的化学成分与加工性质的关系301

10.4.4　竹类植物的遗传改良和定向培育302

10.4.5　未来竹材的研究趋势302

10.5　竹子制品及应用303

10.5.1　竹材人造板303

10.5.2　竹纤维305

10.5.3　竹材制浆造纸306

10.5.4　竹子的药用及保健功能307

10.5.5　竹子的其他制品与应用308

参考文献309