Biodegradable Polymers for Industrial Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:CRC Pr I Llc

作者:Smith, R. 编

出品人:

页数:532

译者:

出版时间:2005-5

价格:$ 327.64

装帧:HRD

isbn号码:9780849334665

丛书系列:

图书标签:

Biodegradable polymers
Industrial applications
Polymer science
Materials science
Biomaterials
Green chemistry
Sustainable materials
Polymer degradation
Packaging
Environmental science

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具体描述

The vast majority of plastic products are made from petroleum-based synthetic polymers that do not degrade in a landfill or in a compost-like environment. Therefore, the disposal of these products poses a serious environmental problem. An environmentally-conscious alternative is to design/synthesize polymers that are biodegradable. "Biodegradable Polymers for Industrial Applications" introduces the subject in part one by outlining the classification and development of biodegradable polymers with individual chapters on polyhydroxyalkanoates, polyesteramides and thermoplastic starch biodegradable polymers and others.The second part explores the materials available for the production of biodegradable polymers. Polymers derived from sugars, natural fibres, renewable forest resources, poly (lactic acid) and protein-nanoparticle composites will be looked at in detail in this section. Part three looks at the properties and mechanisms of degradation, prefacing the subject with a chapter on current standards. The final part explores opportunities for industrial applications, with chapters on packing, agriculture and biodegradable polycaprolactone foams in supercritical carbon dioxide. "Biodegradable Polymers for Industrial Applications" explores the fundamental concepts concerning the development of biodegradable polymers, degradable polymers from sustainable sources, degradation and properties and industrial applications. It is an authoritative book that will be invaluable for academics, researchers and policy makers in the industry.

绿色化学与可持续材料的前沿探索：高分子材料的未来之路本书简介本书深入探讨了当代化学与材料科学领域中一个至关重要且快速发展的方向——可持续高分子材料的设计、合成、表征及其在各个工业领域中的创新应用。我们聚焦于如何通过精妙的分子工程，实现材料性能与环境责任的完美平衡，为应对全球塑料污染危机和推动循环经济提供切实可行的技术路线。第一部分：可持续高分子材料的理论基石与合成策略第一章：全球环境挑战与高分子材料的范式转变本章首先系统梳理了传统石油基塑料对生态系统造成的深远影响，从微塑料污染到碳足迹问题，明确了向环境友好型材料转型的紧迫性。在此背景下，我们阐述了“绿色化学十二原则”在高分子合成中的具体体现，并定义了可持续高分子材料的三个核心维度：可再生性（生物基来源）、环境友好性（降解性或可回收性）以及功能性（不牺牲性能）。第二章：生物基单体的获取与精炼技术可持续高分子的性能优化始于其前体——生物基单体。本章详细介绍了从生物质（如纤维素、半纤维素、木质素以及藻类）中提取和转化关键单体的最新技术。内容涵盖了先进的催化转化方法，包括生物催化（酶促反应）和热化学转化（快速热解、气化），重点讨论了如何克服生物基原料来源不均一、纯化成本高等工业化瓶颈。我们深入分析了琥珀酸、乳酸、羟甲基糠醛（HMF）及其衍生物的工业化制备工艺的最新进展。第三章：高分子聚合反应的绿色化路径传统的聚合反应往往依赖有毒溶剂和高能耗条件。本章致力于介绍新型、高效且环境友好的聚合技术。详细阐述了无溶剂聚合（如熔融缩聚、固态聚合）的机理与工程控制。此外，我们着重分析了先进的受控/活性自由基聚合（CRP）技术，例如ATRP和RAFT聚合，在合成具有精确分子量分布和复杂拓扑结构的功能性生物基聚合物中的应用，确保了材料性能的定制化。章节还探讨了超临界流体作为绿色溶剂在聚合反应中的潜力。第四章：结构-性能关系的分子设计原理高分子的宏观性能直接取决于其微观结构。本章深入解析了如何通过调控单体选择、共聚序列、支化程度以及分子量分布来设计特定性能的聚合物。内容涵盖了共聚物的热力学行为（玻璃化转变温度Tg、熔点Tm）与机械性能（拉伸强度、模量）之间的定量关系。特别关注了通过引入氢键供体/受体或离子对来增强生物基聚合物的韧性与耐热性的设计策略。第二部分：先进高分子材料的性能调控与表征第五章：新型功能性生物基聚酯与聚酰胺本部分是全书的实践核心。我们详尽介绍了高性能生物基聚合物的代表——聚乳酸（PLA）的改性技术，包括共聚改性以提高其耐热性和抗冲击性，以及通过成核剂和增塑剂的优化来加速其结晶速率。同时，对新一代生物基聚酰胺（如来源于蓖麻油的PA11/PA6,10）的合成、结晶行为及其在工程塑料中的应用潜力进行了全面的技术评述。第六章：弹性体与功能性生物聚合物的开发弹性体在高分子材料中占据重要地位。本章探讨了如何利用可再生资源构建高性能的生物基热塑性弹性体（TPEs）。内容包括基于生物基嵌段共聚物（如基于PDLLA/PCL的结构）的相分离行为分析，以及可自修复或刺激响应性生物基网络结构的设计。针对生物医用领域的需求，本章也涉及了具有特定降解速率和生物相容性的聚氨酯的合成与应用。第七章：先进表征技术在可持续高分子研究中的应用对新型材料的理解离不开精确的表征手段。本章系统介绍了用于解析生物基和环境友好型聚合物的关键技术，包括：高分辨固态核磁共振（ssNMR）对微观结构和结晶度的鉴定；动态机械分析（DMA）对粘弹性能的精细描绘；热重分析（TGA）与差示扫描量热法（DSC）对热稳定性和相转变的评估；以及先进的色谱技术（GPC/SEC）对分子量参数的精确测定。重点强调了如何利用这些工具来验证降解机理和预测材料的长期稳定性。第三部分：可持续高分子材料的工业化应用与生命周期评估第八章：包装与薄膜技术的绿色革命包装工业是高分子材料消耗的重灾区。本章聚焦于提高生物基聚合物在柔性包装领域的应用性能。内容包括：如何通过纳米复合技术（如使用纤维素纳米晶体或粘土）显著提高PLA和PHA的阻隔性能（氧气和水蒸气阻隔性）；先进的共挤出技术在多层生物基阻隔膜中的应用；以及可堆肥包装材料的行业标准与认证体系。第九章：涂料、粘合剂与纺织品中的创新应用可持续高分子正在重塑传统涂料和粘合剂市场。本章讨论了水性、高固含量和无溶剂体系的开发。重点分析了基于天然油和生物基环氧树脂的环保型高性能涂料。在纺织领域，探讨了从生物质中提取的功能性纤维（如聚乳酸纤维）的纺纱工艺、染色性能以及其在功能性服装中的应用潜力，特别关注了提高其耐用性的化学交联技术。第十章：材料的生命周期评估（LCA）与工业可持续性任何声称“绿色”的材料都必须经过严格的环境效益评估。本章提供了实施全生命周期评估（LCA）的详细方法论，用以量化从摇篮到坟墓（或摇篮到摇篮）的能源消耗、温室气体排放和水资源使用情况。我们通过对比案例研究（如传统PE与生物基PE的LCA结果），指导工程师和决策者做出基于科学数据的可持续性选择，并探讨了化学回收（如解聚）作为实现真正闭环系统的关键技术路线。结语：面向未来的高分子材料创新蓝图本书最后展望了未来十年可持续高分子领域的发展方向，包括人工智能在材料设计中的应用、多功能一体化聚合物的突破，以及构建真正具有自修复和环境响应能力的高级材料系统的愿景。本书旨在为材料科学家、化学工程师、环境规划师以及相关领域的研发人员提供一个全面、深入且面向实践的参考指南。