噻吩及其衍生物
摘要噻吩类杂环化合物应用较多的是其衍生物，该类化合物发展在我国处在起步阶段，大多数产品尚属空白，还没有产量规模化、品种系列化的生产厂家。α-噻吩衍生物广
泛应用于合成医药、农药、染料、化学试剂和高分子助剂等，重要的衍生物有噻吩-α-乙酸、α-氯甲基噻吩、α-乙酰噻吩和噻吩-α-甲醛，噻吩-α-乙酸是目前用量最大的噻
吩衍生物，全球用量在1000t/a左右。β-噻吩衍生物有特殊的活性，主要用于合成医
药和农药。大多数β-噻吩衍生物是以β-甲基噻吩为原料合成的、重要的衍生物有β-甲
基噻吩、β-噻吩甲醛、噻吩-β-乙酸乙酯和β-溴噻吩等，β-噻吩衍生物是高附加值产品，例如 -噻吩甲醛的售价为86万元/t，2-（邻硝基苯胺基）-5-甲基-β-氰基噻吩的售价为1.2万元/kg。
人们发现噻吩类杂环化合物已有几十年的历史，但真正广泛应用却只有十几年。噻吩类杂环化合物应用较多的是其衍生物，其中α位噻吩衍生物又较β位用量大、品种多。β位衍生物结构新颖，在很多领域有特殊用途，品种和用量正快速增长。
噻吩类化合物在我国处在起步阶段，大多数品种尚属空白，还没有产量规模化。品种系列化的生产厂家。
噻吩
噻吩又称硫杂茂、硫茂、硫代呋喃、硫杂环戊二烯。结构式为
噻吩为无色低粘度液体，微有苯味，不易发生水解、聚合反应。噻吩是稳定的五元杂环化合物，具有芳香族化合物的性质，化学性质与苯十分相近，但却有更高的反应
活性，如噻吩的氯化反应在乙酸中进行的速度是苯的100万倍，溴化反应是苯的 1000倍，但噻吩环热稳定性比苯环差，易发生开环裂解反应。噻吩的制造方法有提取法和
合成法2种。其主要物化性质列于表1。表1 噻吩的主要物化性质
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项目指标
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沸点/℃ 84.16
相对密度（25/4℃） 1.0583
凝固点/℃ -38.3
闪点/℃ -6.7
折射率（25℃） 1.5257
溶解性与苯乙醇、正庚烷、丙酮、乙醚、四氯
化碳等大多数溶剂混溶，不溶于水
光敏性有光敏性，光照可发生碳架重排
化学性质许多件质与苯相似，但比苯活泼。
于空气和光照下慢慢氧化，能完全
裂解成硫酸和草酸
空气中最大允许浓度/（mg/L） 0.02
毒性（大鼠经口，LD50）/（mg/kg） 420
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提取法
噻吩存在于炼焦生成的粗苯馏分中，为焦油杂质。因噻吩与苯的沸点接近，难以用一般的分馏法将二者分开。目前世界上的精馏提取方法主要是加氢精制法、硫酸精制
法和溶剂萃取法。
加氢精制法成本高、投资大，工业化生产不可取；硫酸法污染严重、收率低、后处理困难，也属落后工艺，目前仅有少量焦化厂采用此法生产少量噻吩；溶剂萃取法投
资小、收率高、产品纯度高，适于规模化生产。
目前我国还未能很好地对噻吩进行提取、精制，浪费了有限的资源，并对环境造成了严重污染。在很多以苯为溶剂的化学合成中，因有微量噻吩存在而严重影响产品质量，甚至报废。
化学合成法
世界上第一套生产噻吩的工业化装置采用丁烷与硫的气相催化法工艺（nobiloil法，soccong－vaccum 公司开发），收率为40%，此方法于1950年获专利， 60年代因
收率低、设备腐蚀严重、污染环境而停产。较新的方法有：①气相催化法，由丁烯、
丁二烯、正丁醇、丁烯醛连续与二硫化碳或二氧化硫在碱促进的金属氧化物催化剂存
在下于500℃反应，得到噻吩及其衍生物；②由呋喃或甲基呋喃与二硫化碳在杂多酸
催化下于400℃反应，制备噻吩和甲基噻吩，收率可达93%，催化剂寿命长，不必周
期再生，是一种有前途的合成工艺；③丁烷与硫气相混合，于600℃快速反应；④在
氧化铁存在下，乙炔通过加热至 300℃的黄铁矿反应；⑤无水丁二酸钠与三硫化二磷
在高温和二氧化碳气流中反应。
α-噻吩衍生物
用途
α-噻吩衍生物广泛应用于合成医药、农药、染料、化学试剂、高分子助剂等。
带有噻吩环的抗生素比苯基同系物具有更好的疗效。一些消炎镇痛新药，如对羟麻黄碱、舒洛芬、噻布洛酸、噻洛芬酸、苯噻啶、舒芬太尼等10余种疗效显著的消炎镇痛药均为噻吩的衍生物。噻吩的衍生物还可以用于合成解痉挛药替喹溴胺、驱虫药噻
乙吡啶、抗胆碱药环己甲醇、利尿药阿唑噻米、氯吡咯、抗胆胺药噻哌苯胺、噻苯二胺、美沙吡啉、噻吩二胺等数百种药物。噻吩-α-乙酸主要用于合成先锋霉素Ⅰ、先锋霉素Ⅱ、头孢西丁、头孢三唑、头孢尼特罗、呋烟腙等20余种抗菌素，还用于心血管药、降血脂药、抗溃疡药、血小板凝集抑制剂、心血管舒张药、 5-脂氧含酶抑制剂等
多种医药产品的合成。
α-噻吩衍生物在农药中可用作杀虫剂、杀菌剂、杀螨虫剂、杀线虫剂、除草剂等。
由二氨基噻吩可合成一系列黄、红、紫色调的染料，适用于聚丙烯腈、聚酯等纤维的着色；烷氨基噻吩的衍生物是一次成像照相乳剂的敏感剂；某些α- 噻吩衍生物是目前世界上性能最好的螯合剂，若控制适当的PH值及配合恰当的萃取剂，可用于锆、铀-钍等数十种贵重金属离子的分离以及直接作为人民币的防伪剂。
β-二酮配合物的抗肿瘤作用已引起人们的极大关注，是继顺铂用于临床之后惟一进入抗肿瘤临床研究的过渡金属配合物，对结肠癌、直肠癌有明显疗效，毒性小、无骨
髓抑制作用、无诱变性，即将上市。
α-噻吩衍生物在其他精细化工领域也有广泛的应用。如2，5-双（5-叔丁基-2苯并噁唑基）噻吩可用作塑料、注塑成型材料、EVA发泡及橡胶制品、合成纤维、软塑料、转光农膜、天然漆、油漆、涂料等的荧光增白剂。
制备
α-噻吩衍生物主要是通过噻吩环上的亲电取代反应获得。噻吩的α位取代很容易进行，主要衍生物有α-乙酰噻吩、α-氯代噻吩、α-碘代噻吩、α-氯甲基噻吩、α-乙烯噻
吩、噻吩-α-甲醛、噻吩-α-乙酸、噻吩 -α-乙醇、噻吩-α-乙腈、噻吩-α-乙胺、α-硝基噻吩等。
目前世界上有关噻吩及其衍生物的生产能力和产量的统计数据均不完整，估计世界年生产总量为 3000t左右，其中用量最大的是噻吩-α-乙酸，年用量约为所有噻吩类产物总量的1/3，在1000t左右，其次为α-氯甲基噻吩、α-乙酰噻吩、噻吩-α-甲醛。
噻吩-α-乙酸
噻吩-α-乙酸的制备反应分3步进行：①噻吩用乙酐乙酰化；②用氨水进行酰胺化
反应；③用酸水解得产物。反应过程见图1。
α-氯甲基噻吩
噻吩的氯甲基化比较容易进行，一步即可完成。α-氯甲基噻吩的合成过程见图2。
将噻吩溶于浓盐酸中，通入HCI气体进行氯化，再加入37%甲醛水溶液进行甲基
化反应。分取有机层，精馏即可获得产物，也可用溶剂提取。α-氯甲基噻吩很不稳定，不宜长期存放，只能低温储存，密闭时有爆炸危险。
噻吩-α-甲醛
噻吩与二甲基甲酰胺在三氯氧磷存在下一步反应获得产物。反应过程见图3。
β-噻吩衍生物
用途
合成医药
β-噻吩衍生物与α-噻吩衍生物-样，主要用途也是药物合成，由于β-噻吩有特殊的
活性，在新药开发中充当着重要角色。
近年上市的很多含有β-噻吩衍生物的新药均属于疗效显著、结构新颖的特效药，如抗生素最新药物配能系列，多种配能类新药均含有β-噻吩衍生物；再如羧酸苄酯噻吩
青霉素、替卡西林、替卡西林钠、羧酸对硝基苄酯噻吩青霉素、肾上腺素药物等。
被誉为划时代抗精神分裂症药物olanzapine上市3年销售额即达到20亿美元。由
2-氨基-5-甲基 -3-氰基噻吩为原料合成的新一代抗精神分裂药物奥氮平（olanzapine）
由美国Lilly公司研制，1996年底上市，是一种双重的5HT2和多巴胺D2拮抗剂。临
床试验表明，奥氮平比氟哌啶醇等抗精神病药物有更优异的疗效和更低的体外副作用，原料药国际市场价格为6万～8万元/kg，噻吩衍生物中间体的价格为1.2万元/kg。
据国外文献报道，含有噻吩衍生物的化合物还具有较强的抗病毒作用，并已有此类新药上市，用于抗乙肝病毒和艾滋病毒。
用β-氯噻吩-2-羧酸合成的氯诺昔康是目前世界上最好的消炎镇痛药之一；4-噻吩基取代二氢吡啶新衍生物比目前广泛应用的钙通道阻滞剂地平系列具有更高的活性，更
好的疗效，而且可增加化合物的水溶性，提高生物利用率，增强光稳定性等，广泛用
于治疗心律失常、高血压和外周血管性疾病。以β-溴代噻吩为原料合成的血管扩张药
和脑活性药替诸多君也是目前疗效独特的药物。
β-噻吩衍生物还广泛应用于多种驱虫药、抗艾滋病毒药、抗乙肝病毒及抗感冒药、抗风湿药、抗组胺药、抗糖尿病药及抗癌症药等数万种药物合成中。
合成农药
β-噻吩衍生物广泛用于农药合成，如合成2-甲氧羧基-β-噻吩磺酰氯（用于制备超
高效除草剂噻磺隆）等。在2000年英国召开的Brighton植保会上，被推荐的第一个
广谱、内吸杀虫剂噻虫啉（thiaclo prid）就是由Bayer公司用噻吩衍生物合成的烟碱
类新农药，可防治水稻、水果、蔬菜、棉花等作物的多种害虫，高效低毒、结构新颖；高效水田除草剂NSK－ 850是以β-甲氧基噻吩为原料合成的；由四氯噻吩合成的含有
噻吩基的吡咯类杀虫剂是具有很高的杀虫活性和高效、低毒、与环境相容性好的新农药；2- 硝基亚氨基咪唑烷类杀虫剂是近年来发展起来的一种广谱、低毒、高效、内吸
活性的杀虫剂，引入噻吩环后，活性更优异，形成了一系列结构新颖的高效低毒农药。
其他
β-噻吩衍生物近年来还用于食用香料合成，有十余种调味剂就含有噻吩环，由于其香味独特，留香时间长，广泛用于各种香水、化妆品和食品中。如 2-乙酰基-β-甲基噻吩具有浓烈的咖啡味，硫架噻吩具有鲜肉气味，高效甜味剂具有相当于糖精2倍以上
的甜味。β-噻吩还广泛应用于新型染料、高分子材料、化学试剂、功能新材料等领域中。
制备
β-噻吩衍生物的主要品种有β-氯甲基噻吩、β- 溴代噻吩、β-甲基噻吩、β-碘代噻吩、噻吩-β-甲醛、噻吩-β-甲酸、β-3-噻吩丙酸、β-溴甲基噻吩、β-噻吩甲基丙二酸、β-噻吩乙酸乙酯、β-噻吩甲基丙二酸二乙酯、β-噻吩丙二酸单苄酯、β-噻吩丙二酸对硝基
苄酯、2-氨基-5-甲基-β-氨基噻吩、β-噻吩乙腈、β-甲氧基噻吩、2，3，5-三溴噻吩、
2，5－二氯-β-噻吩甲酸、2， 5-二氯-β-乙酰噻吩、2-乙酰-β-甲基噻吩、2-甲氧羧基 -β-噻吩磷酰氯。
α-噻吩衍生物多以噻吩为原料直接制备，β-噻吩衍生物则不同，除β-溴代噻吩是以噻吩为原料经溴化、脱溴2步合成外，大多数β-噻吩衍生物是以β-甲基噻吩为原料合成，如噻吩-β-甲醛、噻吩-β-甲酸、噻吩-β-乙腈、β-噻吩甲基氯、β-溴甲基噻吩、β-噻吩乙酸乙酯、噻吩-β-乙酸等。
β-甲基噻吩
生产β-甲基噻吩的工业化方法在国内未见文献报导，亦无生产厂家。国外文献报道的较为可行的主要有4条合成工艺路线。
（1）甲基琥珀盐与硫化磷在CO2气流下一步合成β-甲基噻吩，得到精制β-甲基噻吩的产率可达 60%以上。反应式见图4。
（2）3-甲基丁醇和CS2气相合成。
（3）在高温液体硫中加入异戊二烯合成。
（4）2-甲基-2-丁烯与SO2在金属盐催化下合成。
β-噻吩甲醛
工业化较为可行的路线是β-甲基噻吩与溴代琥珀酰亚胺进行溴代反应，生成的溴代物再与乌洛托品反应，得产物，反应式见图5。
β-噻吩甲醛的合成方法还有β-噻吩甲酸还原、β-碘代噻吩与原甲酸乙酯反应、β-溴噻吩和二甲基甲酰胺在烷基铝存在下反应等。用β-氯代噻吩代替β-溴代噻吩以相同工艺也可制得产物。
噻吩-β-乙酸乙酯
噻吩先在光照条件下与NaCH2COOEt发生反应，再与HCI与MeOH进行反应得产物，反应过程见图6。
其他的合成方法还有β-噻吩乙腈和乙醇在硫酸存在下反应、β-噻吩乙酸和乙醇在硫酸存在下直接进行酯化反应。
β-溴噻吩
β-溴噻吩的合成必须先在噻吩2，3，5-位上进行三溴化反应，然后再于酸性条件下用还原剂脱溴制得β-溴代噻吩。反应过程见图7。
β-噻吩衍生物均具有很高的附加值，绝大多数品种市场售价在50万元/t以上，有的高达1000万元/t，如β-溴代噻吩的售价为55万元/t；β-噻吩甲醛的售价为86万元/t；2-（邻硝基苯胺基）-5-甲基-β- 氰基噻吩的售价为1.2万元/kg。
噻吩类杂环化合物的新用途不断被开发出来。贝尔实验室不久前发现了噻吩聚合后可成为具有超导性质的塑料，而且成本低，有望广泛用于量子计算机及超导电子设备等领域。改变噻吩聚合物的分子构造提高超导温度，可制成各种超导塑料，应用于航空、航天、军工等高科技领域
纤维素及其衍生物在食品行业的发展与应用
纤维素衍生物在食品行业的应用 曹国宝 （海南大学材料与化工学院，海南海口570228） 摘要：长期以来,纤维素及其衍生物作为一种丰富的可再生的生物能源广泛地应用于现代工业。而其在食品领域也有重要的发展与应用。本文本文从纤维素的结构、性质谈起，选述纤维素及其衍生物的显著特点和在食品工业目前的研究现状。 关键词：纤维素衍生物，食品，应用 Cellulose derivate’s application in food industry CAO Guo-bao (College of material and chemistry,Hainan university,Haikou 570228) Abstract: As a kind of abundant and reproducible biological resources , celluloses and its derivate are widely used in modern industry for a long time. Especially its application in the food industry. this paper start with cellulose structure and properties, summerise cellulose an its derivate’s properties and ist development in the food industry Key words:cellulose derivate,food,application 一．简介 纤维素（cellulose）在自然界分布很广，是构成植物的主要成分，如棉花中约含90%以上，木材中约含50%。纤维素的纯品无色无味无臭，不溶于水和一般有机溶剂。与淀粉一样，纤维素也具有还原性[1]。纤维素大分子的基环是D-葡萄糖以β-1，4糖苷键组成的大分子多糖，分子量约50000～2500000，相当于300～15000个葡萄糖基脱水葡萄糖，其分子式为：（C6H10O5）n, 其化学组成含碳44.44%、氢6.17%、氧49.39%。纤维素比淀粉难水解一般需要在浓酸中或用稀酸在加压条件下进行，在水解过程中可以得到纤维四糖，纤维三糖和纤维二糖等，但水解的最终产物也是D-（+）-葡萄糖，其结构式可以表示如下[2]： 主要可进行的反应有 1．纤维素中的羟基能与酸生成纤维素酯(cellulose ether) 1．纤维素与碱作用生成纤维素钠盐，然后与卤代烃反应生成纤维素醚(cellulose ester) 本报告中涉及较多的是两种物质：羟丙甲基纤维素（hydroxypropylmethy cellulose,HPMC）和羧甲基纤维素（CMC）。HPMC属于非离子型纤维素混合醚中的一个品种，具有冷水溶性和热水不溶性的特征，但由于含有羟丙基，使它在热水中的凝胶化温度较甲基纤维素大大提高，在有机头溶剂中较甲基纤维素良好，能溶于丙酮、异丙醇和双丙酮等有机溶剂中。它的粘度在温度升高时开始下降，但至一定温度时则粘度突然上升而发生凝胶化。CMC时是最具代表性的离子性纤维素醚，通常使用的是它的钠盐，纯净的CMC系白色或乳白色纤维状粉末或颗粒，无嗅无味，不溶于酸和甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、及苯等有机溶剂，而溶于水。CMC的粘度通常在25-50Pa.S之间，取代度在0.3左右。CMC 具有吸湿性，其平衡水分随着空气湿度的升高而增加，随温度的升高而减少[2]。 二．在食品业的发展或应用 1．制作可食用膜 纤维素系列食用膜(edible films)有良好的成膜性质,制得的可食性膜能够阻止食品吸水
参考有机场效应晶体管和研究
有机场效应晶体管的研究 摘要：有机场效应晶体管(Organic Field Effect Transistors,OFETs)是以有机半导体材料作为有源层的晶体管器件。和传统的无机半导体器件相比，由于其可应用于生产大面积柔性设备而被人们广泛的研究，在有机发光、有机光探测器、有机太阳能电池、压力传感器、有机存储设备、柔性平板显示、电子纸等众多领域具有潜在而广泛的应用前景。文中对OFET结构和工作原理做了简要介绍，之后重点讨论了最近几年来OFET中有机材料和绝缘体材料的发展状况，接着总结了OFET制备技术，最后对OFET发展面临问题及应用前景做了归纳和展望。关键词：有机半导体材料；有机场效应晶体管；迁移率;绝缘体材料；柔性面板显示 0引言 场效应晶体管( Field Effect Transistor FET)是利用电场来控制固体材料导电 性能的有源器件。由于其所具有体积小、重量轻、功耗低、热稳定性好、无二次 击穿现象以及安全工作区域宽等优点，现已成为微电子行业中的重要元件之一。 目前无机场效应晶体管已经接近小型化的自然极限，而且价格较高，在制备 大表面积器件时还存在诸多问题。因此，人们自然地想到利用有机材料作为FET 的活性材料。自1986年报道第一个有机场效应晶体管( OFET )以来，OFET研究 得到快速发展，并取得重大突破。由于OFET具有以下突出特点而受到研究人员 的高度重视：材料来源广，工作电压低，可与柔性衬底兼容，适合低温加工，适 合大批量生产和低成本，可溶液加工成膜等。从使用共扼低聚物成功地制造出第 一个有机场效应晶体管，到全有机全溶液加工的光电晶体管的诞生，这些突破性 进展对有机半导体材料的发展无论从理论上还是工业生产上都起到了巨大的推 动作用。 1器件结构、工作原理及性能评定 1. 1有机场效应晶体管基本结构 传统的有机场效应晶体管的主要包括底栅和顶栅两种结构，其中底栅和顶栅 结构又分别包括顶接触和底接触两种结构，如图1所示。
纤维素衍生物在环保和医药方面的应用
纤维素衍生物在环保和医药方面的应用 【摘要】：以天然纤维素为基体进行改性可以得到活性更强的改性纤维素。且纤维素是是符合可持续发展要求的可再生资源。本文从纤维素的结构对其作出简介，并对纤维素和其衍生物在环境保护和医学药用方面的应用。【关键词】：纤维素衍生物环境保护医学药用应用 Cellulose derivatives in terms of environmental protection and medicine 【Abstract】：Natural cellulose for matrix modified can get active stronger modified cellulose. And cellulose is accord with the sustainable develop ment requirements of the renewable resources. This article from the cellu lose structure is made to its profile, and the cellulose and its derivatives in environmental protection and medical medicinal applications. 【Key words】：cellulose derivative environmental protection Medicine medicinal application 【引言】：纤维素是世界上最丰富的天然有机物，占植物界碳含量的 50% 以上，每年通过光合作用可合成约1.5×1012t 。纤维素及其衍生物在纺织、轻工、化工、国防、石油、医药、能源、生物技术和环境保护等部门应用十分广泛。近年来随着石油、煤炭储量的下降以及石油价格的飞速增长和各国对环境污染问题的
有机太阳能电池..
有机太阳能电池研究 （东南大学化学与化工学院，江苏南京 211189） 摘要:为了减轻当前能源危机所带来的压力,各国在太阳能电池等清洁能源领域 投入了大量的人力、物力和财力。由于有机太阳能电池具有独特的优点(有机材料易于修饰,器件制备方法简便且可制备出柔韧器件)，并且随着相关研究的深入, 有机太阳能电池的能量转换效率逐步得到提高。 关键词:有机太阳能电池,工作原理,结构,材料 1 引言 能源是目前世界上人们最为关注的问题之一，地球上已探明的化学燃料能源,如石油、天然气、煤等,日趋枯竭。同时化学燃料能源的使用,有毒气体和温室气体的大量排放对生态环境产生了严重的破坏。针对于此,众多国家纷纷提出了各自的绿色再生能源计划。太阳能是目前世界上可以开发的最大能源,而且洁净无污,日益成为绿色能源的首选。光伏器件可以直接将太阳能转化成电能,是太阳能利用的重要手段。有机太阳能电池(organic solar cells , OSCs)领域就是目前研究的热点之一,因为有机太阳能电池有着自身的优点:主体有机材料可以通过 不同的分子修饰,优化有机材料的光伏性能；器件的制备方法简便,成本低廉；易于制备出大面积且柔韧性好的有机光伏器件。早在上世纪70年代,人们就观察到有机小分子的光生伏打效应[1]之后,聚合物太阳能电池也随之诞生[2],但当时所 制备的太阳能电池效率还很低,远远不能满足商业化需求。直到1986年,美国EastmenKodak公司的邓青云博士将双层异质结构引入到太阳能电池结构中,器 件效率才得到了大幅度提高,人们也看到有机太阳能电池商业化的美好前景[3]。 现阶段,有机太阳能电池的研究主要着眼于两个大方向,即新型有机功能材料的 研究、开发与有机光伏器件结构的优化。这两个方面相辅相成,共同提高了有机太阳能电池的光伏性能。 2 太阳能电池的工作原理
纤维素衍生物粘合剂的应用
纤维素衍生物粘合剂的应用 班级:高分1031 姓名:张赛学号:201020205121 纤维素是自然界广泛存在的可再生的天然资源，据专家计，全球每年利用天然生物可生产数千亿吨的纤维素。然纤维素的利用尚未充分开发，造成资源及能源的巨大浪。纤维素是由D一吡喃葡萄糖酐以B—l，4苷键相互连接而的线形高分子，或看成是n个D-葡萄糖酐的聚合物(即失葡萄糖)。含有3个活泼的羟基，酯化和醚化可生成纤维素酯和纤维素醚2大类纤维素衍物。纤维素衍生物因其本身的优良性能，作为粘合剂在工业中有着广泛的应用。 1纤维素衍生物 1．1纤维素的醚类衍生物 可作粘合剂的纤维素醚类衍生物主要有甲基纤维素(Methylcellulose，Mc)、乙基纤维素(Ethylcellulose，Ec)、羧甲基纤维素(carboxymethylcellulose，cMC)和羧乙基纤维素(Carboxyethylcellulose，cEc)等。Mc是由氯甲烷或硫酸二甲酯与纤维素在碱存在下反应而得，亦可由纤维素与甲醇在脱水剂存在下反应而成，产物为灰白色纤维状粉末，不溶于乙醇、乙醚，但溶于冰醋酸，在水中溶胀成半透明胶状黏性液。Ec主要用氯乙烷醚化纤维素而成，产物为白色粒状热塑性固体，性质随乙氧基含量而变化。醚化度在0．7～1．3的EC具有水溶性。cMc是由一氯醋酸与纤维素在碱作用下反应生成，当醚化度为l，0～1．3时，可溶于碱液，醚化度在0．4以上时可溶于水。CMC为白色纤维状粉末或颗粒，无臭、无味、易溶于水，呈透明胶体溶液，水溶液呈中性或微碱性，不溶于酸、甲醇等有机溶剂，具有良好的粘接力、分散性、乳化性、扩散性及黏性，成膜性能良好。cEc是由氧化乙烯与纤维素在碱作用下生成，当每个葡萄糖基上的氧化乙烯反应度在0．64以上时，产品为水溶性；反应度在0．05～0.4时，产品为碱溶性。1．2纤维素的酯类衍生物 用作粘合剂的纤维素的酯类衍生物主要有硝酸纤维素(Nitrocellulose，Nc)和醋酸纤维素(Acetylcellulose，Ac)。硝酸纤维素又称纤维素硝酸酯，由纤维素经不同配比的硝酸一硫酸混合液处理而得，该品呈微黄色，外观如纤维，含氮量约为10％左右。Nc配制粘合剂时，需适当配合树脂、增塑剂、溶剂和助剂等。其缺点是易燃，长期光照会变色发脆。Ac亦可用作粘合剂，与Nc相比，其耐燃性
【CN110144123A】一种蚕丝蛋白纤维素衍生物复合材料及其制备方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910277658.X (22)申请日 2019.04.08 (71)申请人 复旦大学 地址 200433 上海市杨浦区邯郸路220号 (72)发明人 邵正中 宓瑞信 董涛 陈新 刘也卓 (74)专利代理机构 上海正旦专利代理有限公司 31200 代理人 陆飞 陆尤 (51)Int.Cl. C08L 89/00(2006.01) C08L 1/28(2006.01) C08J 9/28(2006.01) (54)发明名称 一种蚕丝蛋白/纤维素衍生物复合材料及其 制备方法 (57)摘要 本发明属于天然高分子材料技术领域，具体 为一种蚕丝蛋白/纤维素衍生物复合材料及其制 备方法。本发明通过对蚕丝蛋白水溶液与羟丙基 甲基纤维素或羟丙基纤维素或甲基纤维素共混 水溶液加热固化，再通过浸泡能诱导丝蛋白构想 转变的溶液进行熟化，干燥后即制备得到的高强 度丝蛋白基本体材料。本发明的制备过程简单， 绿色温和，节能高效，成本低廉，而且可以通过简 单的改变固含量及共混比例来控制最终本体材 料的力学性能；所制备得到基于天然大分子高强 度材料， 可应用于生物医药领域。权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 110144123 A 2019.08.20 C N 110144123 A
1.一种蚕丝蛋白/纤维素衍生物复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为： （1）制备再生蚕丝蛋白水溶液，使其最终质量浓度为4~20%； （2）搅拌条件下于去离子水中加入纤维素衍生物粉末，使其溶解，纤维素衍生物在水溶液中最终质量浓度为4~20%； （3）将步骤（1）与步骤（2）所述相同质量浓度的两种溶液按质量比例均匀混合，得共混溶液；再水浴加热； （4）加热固化得到的材料浸泡于能够诱导丝蛋白β转变的溶液中进行熟化，干燥，然后通过机械加工方式制备得到不同形状及尺寸的高强度复合材料。 2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蚕丝蛋白为桑蚕丝蛋白或柞蚕丝蛋白的一种或两者混合。 3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述纤维素衍生物选自丙基甲基纤维素、羟丙甲纤维素或甲基纤维素。 4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述共混溶液中，丝蛋白溶液与纤维素衍生物溶液的质量比例为1:1 ~ 99:1。 5.根据权利要求1至4之一所述的制备方法，其特征在于，所述水浴加热温度为40℃至90℃，水浴加热时间为0.5小时至24小时；所述熟化时间为6小时至48小时。 6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述能诱导β折叠的水溶液为含有机溶剂类、表面活性剂类、酸性溶液的任何一种，或其中几种的混合。 7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于： 所述有机溶剂类为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇、吡啶、丙酮、氯仿中的任何一种，或其中几种的混合, 浓度为50~95% v/v； 所述表面活性剂类为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠或聚乙二醇辛基苯基醚中的任何一种，浓度为5-40 mM； 所述酸性溶液为能将溶液pH降低至2-5的任何一种，浓度为0.05-5% w/w。 8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述丝蛋白水溶液为纯丝蛋白溶液，或者为纯丝蛋白溶液外还含其他成分的混合溶液或悬浊液，其他成分包括水溶性高分子、功能性无机材料或药物分子。 9.一种由权利要求1-8之一所述制备方法得到的蚕丝蛋白/纤维素衍生物复合材料。 10.如权利要求9所述的蚕丝蛋白/纤维素衍生物的复合材料在生物医学工程及纳米功能材料领域中的应用。 权 利 要 求 书1/1页2CN 110144123 A
纤维素衍生物浆料性能的研究
纤维素衍生物浆料性能的研究 吴 宁 荣瑞萍 谢改军 (江南大学) 摘要: 为研究纤维素衍生物的浆料性能,对Finnfix10、Finnfix30的粘度特性、粘着力、浆膜强伸性、耐磨性、耐屈曲性、吸湿性及水溶性进行了测试,并与国产C MC、C M S、磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉、复合变性淀粉进行了对比。试验结果表明:纤维素衍生物对纯棉纱和涤棉混纺纱的粘附性都好;浆膜耐屈曲性好、水溶性好,断裂伸长率与原纱相近,适于作为经纱上浆主浆料使用。 关键词: 纤维素衍生物;浆料;粘度;浆膜;耐磨性 中图分类号:TS103.84+6 文献标识码:A 文章编号:100127415(2006)0720020204 Perfor mance Research of Cellulose D er i va ti ve S i ze M i xture W u N ing R ong R u iping X ie G a ijun (S outhern Yangtze University) Abstract To research the perf or mance of cellul ose derivative size m ixture,viscosity,adhesive f orce,size fil m strength and el ongati on,abrasi on resistance,flex resistance,abs orbency and water s olubility of Finnfix10and Finnfix30 were tested,and compared with domestic C MC,C MS,phos phate starch,acetate starch,composite modified starch.The result shows that cellul ose derivative has better adhesi on t o pure cott on yarn and polyester cott on blended yarn,better flex resistance and water s olubility of size fil m,si m ilar breaking el ongati on with ra w yarn.It is suitable for war p t o size as the main size m ixture. Key W ords Cellul ose Derivative,Size M ixture,V iscosity,Size Fil m,Abrasi on Resistance 目前用作经纱上浆主体浆料的变性淀粉尚存在着某些不足,因此寻求具有良好上浆效果的绿色浆料成为上浆工作者当前面临的重要课题[1]。芬兰Noviant公司生产的Finnfix10、Finnfix30(简称Ff10、Ff30)是以木纤维素为原料经化学加工而成的高性能纤维素衍生物,具有水溶性好,对亲水性纤维粘附力强、不结皮、不起泡、易退浆、易降解、无环境污染的特点,是高性能绿色浆料。Ff 系列纤维素衍生物欧盟在大量使用该产品作为经纱上浆主浆料,而关于它的上浆性能目前国内还未见有文献报道,因此有必要研究Ff系列产品的上浆性能,掌握其上浆特点,为其今后在国内的生产应用提供依据。 1 F i n nf i x的规格与品质 纤维素是一种天然高分子化合物,由D2吡喃 作者简介:吴宁,男,1981年生,在读硕士研究生,无锡,214122 收稿日期:2006203228葡萄糖彼此以β21,4糖苷键相连结而成的线性高分子。Ff系列产品是通过对纤维素大分子上的羟基经羧甲基化的产物,属于纤维素醚类衍生物。与C MC相比,有着不同的规格与品质见表1。 由表1可知,国产C MC大多是含盐量高的粗制品,在生产中使用时对输浆管道、机件等有较强的腐蚀性,虽然现代浆纱机的浆槽等设备已是用不锈钢材料,但时间一长,被锈蚀的情况时有发生。这一点限制了国产C MC作为纺织浆料的使用量,长期以来,它在经纱上浆中只作辅助粘着剂和促进混合浆料的混溶作用来使用。而Ff10和Ff30是较为纯粹的精制品,含盐量极小,在使用中不会出现上述问题,因此发挥这类粘着剂在上浆中的优势成为可能。当然,高性能纤维素衍生物的规格不同,其粘度也有所不同,会使它们在浆液浆膜性能上存在差异。以下对于Noviant公司生产的Ff10、Ff30与国产的C MC等变性淀粉浆料的浆液浆膜性能作了较为系统的对比研究,从而探讨其上浆性能及特点。
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应用于聚合物太阳能电池给体材料的合成 摘要 太阳能电池能够将太阳能直接转化为电能，是利用太阳能资源的一种非常有效的手段。聚合物太阳能电池因其具有成本低、重量轻、制备工艺简单和可制成柔性器件等优点，已经成为该领域的研究热点之一[1]。基于窄带隙共轭聚合物给体/受体复合材料体系的太阳能电池的转换效率相对较高。因此，最近十年来, 材料开发的重点方向之一是发展窄带隙的聚合物给体材料,2, 1, 3-苯并噻二唑由于其具有较高的载流子迁移率，常被用来合成聚合物半导体作为窄带隙共聚物骨架中的电子受体单元[2]，又由于其具有较强的共平面性、吸电子能力、较高的氧化电位和较好的空气稳定性, 因此被广泛应用于构建D-A型的有机共轭分子并应用于有机光电领域。 本文以邻苯二胺为起始原料, 经四步反应合成基于以苯并噻二唑为电子受 体单元及噻吩组合段作为电子给体单元,构建出D-A交替共聚物——4, 7- 二(3- 己基噻吩)- 2, 1, 3-苯并噻二唑，并对其结构进行了表征。 关键词聚合物太阳能电池窄带隙聚合物电子给体单元电子受体单元 1前言 1．1有机电致发光历史 作为取之不尽、用之不竭、无污染的可再生与清洁能源，太阳能的充分利用是解决目前人类所面临的能源短缺和环境污染等问题的根本途径。实现廉价的太阳能发电，是人类梦寐以求的追求。在过去几十年中，以硅基为代表的无机半导体太阳能电池技术得到充分的发展，已经实现实用化。但是，由于其生产工艺复杂、成本高、不易实现大面积器件以及制造过程中带来的严重环境污染，限制了硅基太阳能电池的大规模推广应用. 1977年，Heeger[3]等人发现，聚乙炔用I2、AsF5掺杂后电导率从10～6S/cm 增加到102～103S/cm，增幅达8～9个数量级，传统意义上的绝缘体表现出导体和半导体的许多光电性质，开创了导电聚合物(聚合物半导体)的新时代。1982年，Weinberger等研究了聚乙炔的光伏性质，制造出了第一个具有真正意义上的太阳电池，但是当时的转换效率极低(10～3％)。紧接着，Glenis等[4-5]制作了各种聚噻吩的太阳电池，当时都面临的问题是极低的开路电压和光电转换效率。1992年，Sariciftci[6]等发现2-甲氧基-5-( 2-乙基-己氧基)-1,4-苯乙炔( MEH–PPV )与
光伏材料的发展及其未来(doc 10页)
光伏材料的发展及其未来(doc 10页)
光伏材料的发展与未来 摘要：根据对近几年光伏材料的发展和重要性作出分析和研究，并对光伏材料的主要发展方向进行进行研究，指导我们将来在研究中应从事的方向。 光键字：光伏材料太阳能电池市场分析 今年，几乎省份都出现了柴油荒现象、汽油价格也是一涨再涨。而且，据估计今年我国电力将严重缺口，而这一切已经限制了国民经济的发展，对人们的生活带来了不便，甚至可以说是已经来后造成在严重威胁。据乐观估计石油还可开采40~100年、煤炭可使用200~500年、铀还可开采65年左右、天然气能满足58年的需求。 人们对安全，清洁，高效能源的需求日益增加。且能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。为此，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。欧洲一些高水平的核研究机构也开始转向可再生能源。在国际光伏市场巨大潜力的推动下，各国的太阳能电池制造业争相投入巨资，扩大生产，以争一席之地。 我国也不例外，中国已经超过了日本和欧洲成为了太阳电池能第一生产大国，并且形成了国际化、高水平的光伏产业群。这对我们专业的在校大学生来说是个好消息。并且这个专业的就业率还很高。 我国76%的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀；与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠；除大规模并网发电和离网应用外，太阳能还可以通过抽水、超导、蓄电池、制氢等多种方式储存，太阳能＋蓄能几乎可以满足中国未来稳定的能源需求。 当然，光伏产业的发展离不开材料。光伏材料又称太阳电池材料，只有半导体材料具有这种功能。可做太阳电池材料的材料有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe等。用于空间的有单晶硅、GaAs、InP。用于地面已批量生产的有单晶硅、多晶硅、非晶硅。其他尚处于开发阶段。目前致力于降低材料成本和提高转换效率，使太阳电池的电力价格与火力发电的电力价格竞争，从而为更广泛更大规模应用创造条件。但随着技术的发展，有机材料也被应用于光伏发电。 光伏电池的发展方向 ㈠硅太阳能电池 硅太阳能电池分为单晶硅太阳能电池、多晶硅薄膜太阳能电池和非晶硅薄膜太阳能电池三种。 单晶硅太阳能电池转换效率最高，技术也最为成熟。在实验室里最高的转换效率为24.7%，规模生产时的效率为15% 多晶硅薄膜太阳能电池与单晶硅比较,成本低廉，而效率高于非晶硅薄膜电池，其实验室最高转换效率为18%,工业规模生产的转换效率为10%。 非晶硅薄膜太阳能电池成本低重量轻，转换效率较高，便于大规模生产，有极大的潜力。如果能进一步解决稳定性问题及提高转换率问题，那么，非晶硅太阳能电池无疑是太阳能电池的主要发展产品之一。 ㈡多元化合物薄膜太阳能电池