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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PHAs238

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PHB241

三、转基因淀粉类作物生产PHB243

二、转基因油菜种子生产PHB243

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