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- JIALILI321123 2016-01-13 00:00:00
- 高分子材料按来源分类 高分子材料按来源分为天然高分子材料和合成高分子材料。 天然高分子是存在于动物、植物及生物体内的高分子物质，可分为天然纤维、天然树脂、天然橡胶、动物胶等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡胶和合成纤维三大合成材料，此外还包括胶黏剂、涂料以及各种功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所没有的或较为优越的性能——较小的密度、较高的力学、耐磨性、耐腐蚀性、电绝缘性等。[2] 高分子材料按应用分类 高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。 ①橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。有天然橡胶和合成橡胶两种。 ②纤维分为天然纤维和化学纤维。前者指蚕丝、棉、麻、毛等。后者是以天然高分子或合成高分子为原料，经过纺丝和后处理制得。纤维的次价力大、形变能力小、模量高，一般为结晶聚合物。 ③塑料是以合成树脂或化学改性的天然高分子为主要成分，再加入填料、增塑剂和其他添加剂制得。其分子间次价力、模量和形变量等介于橡胶和纤维之间。通常按合成树脂的特性分为热固性塑料和热塑性塑料；按用途又分为通用塑料和工程塑料。 ④高分子胶粘剂是以合成天然高分子化合物为主体制成的胶粘材料。分为天然和合成胶粘剂两种。应用较多的是合成胶粘剂。 ⑤高分子涂料是以聚合物为主要成膜物质，添加溶剂和各种添加剂制得。根据成膜物质不同，分为油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料。 ⑥高分子基复合材料是以高分子化合物为基体，添加各种增强材料制得的一种复合材料。它综合了原有材料的性能特点，并可根据需要进行材料设计。高分子复合材料也称为高分子改性，改性分为分子改性和共混改性。 ⑦功能高分子材料。功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息的转换、磁性、传递和储存等特殊功能。已实用的有高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、YY高分子材料等。 高聚物根据其机械性能和使用状态可分为上述几类。但是各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。而聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。[1] 高分子材料按应用功能分类 按照材料应用功能分类，高分子材料分为通用高分子材料、特种高分子材料和功能高分子材料三大类。通用高分子材料指能够大规模工业化生产，已普遍应用于建筑、交通运输、农业、电气电子工业等国民经济主要领域和人们日常生活的高分子材料。这其中又分为塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等不同类型。特种高分子材料主要是一类具有优良机械强度和耐热性能的高分子材料，如聚碳酸酯、聚酰亚胺等材料，已广泛应用于工程材料上。功能高分子材料是指具有特定的功能作用，可做功能材料使用的高分子化合物，包括功能性分离膜、导电材料、医用高分子材料、液晶高分子材料等。[2] [3] 按高分子主链结构分类 ①碳链高分子：分子主链由C原子组成，如： PP、PE、PVC ②杂链高聚物：分子主链由C、O、N、P等原子构成。如：聚酰胺、聚酯、硅油 ③元素有机高聚物：分子主链不含C原子，仅由一些杂原子组成的高分子。如：硅橡胶[4] 其它分类 按高分子主链几何形状分类：线型高聚物，支链型高聚物，体型高聚物。 按高分子微观排列情况分类：结晶高聚物，半晶高聚物，非晶高聚物。
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碱蓬又称为翅碱蓬，俗称“盐蒿”，碱蓬幼苗俗称龙须菜，为藜科碱蓬，属一年生草本植物[1-3]。碱蓬绿色天然，幼嫩的碱蓬味道鲜美，富含脂肪、蛋白质、维生素、氨基酸和微量元素[1,4]。碱蓬还可入药，中医认为碱蓬具有清热、消食之功效，常入药治疗发热、积食。碱蓬提取物具有抗 癌、抗衰老、抗炎、降血糖、降血压、调节内分泌等多种功能[3,4]。
目前，从安全性、药理性等方面考虑，天然色素越来越受到人们的青睐，但天然色素越来越受到人们的青睐，但天然色素容易受外界条件的影响而稳定性较差。该研究探讨了经过AB-8打孔吸附树脂纯化的碱蓬红色素的吸收光谱、理化性质，为碱蓬的开发利用提供理论依据。
一、材料与分析仪器
1、实验材料
碱蓬：将采来的碱蓬快速用自来水冲洗干净，然后用蒸馏水快速冲洗2遍，用干净的干纱布吸干表面的水珠，放入30-50℃干燥箱中烘干，过筛备用。
2、分析仪器
UV-5500紫外可见分光光度计（上海元析仪器有限公司）
3、 试剂
无水乙醇、95%乙醇、甲醇、盐酸、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化锌、氯化铜、氯化亚铁、三氯化铁、维生素Ｃ、亚硫酸钠，均为分析纯。
二、实验方法
1、碱蓬红色素的制备
（1）碱蓬红色素的提取：称取80目碱蓬粉末30g按固液比1:20加入去离子水，在25 ℃下超声提取10min，取出，抽滤，将滤液置于干燥洁净的棕色瓶中，滤渣按固液比1:10反复提取3~4次，直到滤液无色，合并滤液。
（2）碱蓬红色素提取液的浓缩：将滤液于40 ℃旋转蒸发仪中浓缩至滤液略粘稠。
（3）碱蓬红色素的分离纯化：首先将AB-8大孔树脂用95％乙醇浸泡24h后，用蒸馏水冲洗2遍，进行湿法装柱，装柱时注意避免柱中气泡的产生，而后继续用蒸馏水冲洗至中性，即可使用。将浓缩后的滤液缓慢倒入大孔树脂柱上，待完全被吸附后，以2倍树脂体积的蒸馏水洗脱杂质，当水的颜色变为浅红色时，以30%乙醇作为洗脱液洗脱色素，控制流速为2L/min，收集洗脱液，直到大孔树脂中无红色素。
（4）洗脱液的浓缩、干燥：洗脱液于40℃旋转蒸发仪浓缩至浓稠。而后在冷冻干燥仪的多歧管进行干燥，提前打开冷冻干燥仪，当温度降低到-40℃时，将色素溶液放入瓶中，进行预冻，然后在-60℃温度下进行冷冻干燥，最 终得到暗红色粉末。于4℃冰箱中避光保存。
2、碱蓬红色素的光谱特性
称取0.0100g碱蓬红色素粉末，溶于10ml去离子水中，用去离子水定容至100ml，配制成0.1mg/ml的碱蓬红色素溶液。在350~600nm波长下，每隔2nm扫描其吸收光谱，确定最 大吸收波长。
3、碱蓬红色素的理化性质分析
称取0.2000g碱蓬红色素粉末，溶于100ml去离子水中，并定容至1000ml，配制成0.2mg/ml碱蓬红色素溶液，于暗处避光保存，以备下列实验所用。
（1）温度对碱蓬红色素稳定性的影响
取上述色素溶液7份各10ml于7支试管中，分别置于40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃下保温1h，取出，观察记录颜色变化。冷却至室温后，在最 大波长下测定其吸光值。
（2）酸碱性对碱蓬红色素稳定性的影响
取上述色素溶液8份各5ml于8支试管中，分别加入5ml，pH值为5.7、6.0、6.3、6.8、7.0、7.3、7.7、8.0的磷酸盐缓冲溶液，充分混合均匀，室温避光放置1h，观察记录颜色变化。在最 大波长下测定其吸光值。
（3）金属离子对碱蓬红色素稳定性的影响
配制浓度为0.02%的氯化钠、氯化钾、氯化钙、氯化镁、氯化锌、氯化铜、氯化亚铁、三氯化铁溶液。取色素溶液8份各5ml于8支试管中，分别加入5ml上述不同金属离子溶液，充分混合均匀，室温避光放置1h，观察记录颜色变化。在最 大波长下测定其吸光值。
（4）氧化剂对碱蓬红色素的影响
将亚硫酸钠配制成浓度为0%、0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%的溶液。取色素溶液6份各5ml于6支试管中，分别加入5ml上述不同浓度的亚硫酸钠溶液，室温避光放置1h，观察记录颜色变化。在最 大波长下测定吸光值。
（5）还原剂对碱蓬红色素稳定性的影响
将维生素C配制成浓度为0%、0.02%、0.04%、0.08%、0.16%、0.32%、0.64%的溶液。取色素溶液7份各5ml于7支试管中，分别加入5ml上述不同浓度的维生素C溶液，室温避光放置1h，观察记录颜色变化。在最 大波长下测定其吸光值。
三、结果与分析
1、碱蓬红色素的光谱特性分析
图1 碱蓬红色素的吸收光谱
由图1可以看出，碱蓬红色素在波长540nm处具有最 高吸收峰。因此，确定碱蓬红色素的最 大吸收波长为540nm[5]。
2、碱蓬红色素的理化性质
（1）温度对碱蓬红色素稳定性的影响
图2 温度对碱蓬红色素稳定性的影响
（2）光照对碱蓬红色素稳定性的影响
图3 光照对碱蓬红色素稳定性的影响
（3）pH对碱蓬红色素稳定性的影响
图4 pH对碱蓬红色素稳定性的影响
（4）金属离子对碱蓬红色素稳定性的影响
图5 金属离子对碱蓬红色素稳定性的影响
（5）氧化剂对碱蓬红色素稳定性的影响
图6 氧化剂对碱蓬红色素稳定性的影响
（6）还原剂对碱蓬红色素稳定性的影响
图7 还原剂对碱蓬红色素稳定性的影响
四、结论
（1）碱蓬红色素在波长540nm处有最 大吸收峰，通过红外光谱分析确定碱蓬红色素为酚类化合物。碱蓬红色素易溶于水，为水溶性色素。
（2）高温能破坏碱蓬红色素的稳定性，氧化剂、还原剂对碱蓬红色素的稳定性有一定影响，但在一定浓度范围内，浓度大小对其影响不明显。金属离子Na+ 、K+ 、Ca2+ 、Mg2+ 对碱蓬红色素的影响较小，而Zn2+、Cu2+、Fe2+、Fe3+ 对碱蓬红色素的影响较大。
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