1. 研究目的与意义
近年来，随着经济发展的高速增长，石油、煤炭资源储量下降，能源与环境问题日益突出，不可再生的矿物资源和化石能源已面临枯竭，直接影响着人类社会的可持续发展，积极寻找有限资源的替代品对缓解能源问题有着重大意义。木质纤维类生物质是一种天然高分子原料，通过物理和化学手段将其制备成新材料是一种高效利用的途径，其作为可再生资源，对木质纤维类生物质全组分改性而使其具有热塑性，从而加工成各种生物基塑料产品，真正实现替代生产生活中的石油化工制品具有理论与实践意义。
本课题以木粉为原料，通过球磨预处理，破坏木质纤维细胞结构后，采用酸酐对秸秆原料中的纤维素、半纤维素和木质素进行酯化改性，合成具有热塑性的改性材料。为降低成本，提高生物质塑料的性能，将改性生物质塑料和球磨改性木粉复合，得到一种纯生物质复合塑料。
改性生物质塑料和球磨改性木粉复合后，虽然其性能有所提高但并不显著，为了提高其力学性能和断裂伸长率，在本实验中加入增塑剂柠檬酸三丁酯来提高纯生物质复合材料的性能。2. 国内外研究现状分析
木质纤维材料是一类黏弹性材料，在某些条件下具有一定塑性，例如木材在弯曲加工过程中，先通过水热作用增塑软化，然后弯曲，再固定成型而得到弯曲木制品。在弯曲加工过程中，木材的分子结构基本没有发生大的改变，在基本保留了木材优良物理力学性能的同时提高了原料利用率，然而这种方法依然存在对原料木材的尺寸和性能依存度大、生产效率不高等问题。
近几十年来的研究表明：化学改性可使木质纤维材料转化为一类可塑性的高分子材料。此类化学改性的木质纤维材料，有的具有良好的热塑性和具有热塑性塑料一样的加工性能，可单独或与合成高聚物共混热压加工成型为各类塑料制品，或用于制造自黏合型木材和微粒板，不过其代价是化学改性造成的分子结构变化使材料丧失了某些固有的优良属性，同时成本很高。
20世纪70年代末以来，研究者们就致力于将木质纤维材料转化为热塑性材料。Funakoshi等(1979)和shirai8hi等(1979a；1979b)报道了木材经酯化和醚化可以转变为热熔性材料，开辟了将木材化学改性转化为热塑性材料的木材科学研究新领域。随后，木质纤维材料的热塑性改性研究引起了研究者的广泛关注。例如，Matsuda等(1988a；1988b)采用二元羧酸酐酯化木材，然后与环氧树脂进行酯化齐聚得到热塑性木材。Hon等(1989a；1989b；1992)分别对木粉进行苄基化、氰乙基化和酯化改性，均得到热塑性材料。Rowell等(1992；1994)的研究只对木纤维或农作物纤维的基质木质素和半纤维素进行塑化改性，而保持起到增强作用的纤维素的完整性。余权英等(1994a；1994b；1998)研究了杉木的酯化、氰乙基化和苄基化改性，发现在酰化过程中采用三氟乙酸处理木材可得到较好的热塑性，而常规方法不能塑化木材。Hassan等(2000；2001)在非溶剂条件下利用琥珀酸酐将甘蔗渣转化为热塑性材料。Timar等(2000a；2000b)分2步对杨木锯末进行塑化改性：先用马来酸酐进行单酯化生成游离羧基，再与甲基丙烯酸环氧丙酯和马来酸酐交替发生齐聚酯化反应，得到的齐聚酯化木粉在80℃即开始软化，经热压成型制得了高强度板材。Lu等(2002；2003a；2003b)对剑麻(Agavesisalana) 口)纤维的苄基化改性及其热成型进行了较系统的研究。Ohkoshi(1990；1991)、0hkoshi等(1992)研究了木材的烯丙基化，发现木材的热塑性随烯丙基化程度增大而提高。3. 研究的基本内容与计划
1.实验方法
1.1 改性生物质塑料的制备
将一定量的球磨木粉先在二甲亚砜/四乙基氯化铵溶解体系中润胀1h，再加入一定量的丁二酸酐使其与球磨木粉反应1h，反应结束后用一定量的丙酮析出并洗涤，再放入鼓风干燥箱中干燥一段时间，取出备用。
4. 研究创新点
本课题以木粉为原料，通过球磨预处理，破坏木质纤维细胞结构后，采用酸酐对秸秆原料中的纤维素、半纤维素和木质素进行酯化改性，合成具有热塑性的改性材料。为降低成本，提高生物质塑料的性能，将改性生物质塑料和球磨改性木粉复合，得到一种纯生物质复合塑料。改性生物质塑料和球磨改性木粉复合后，虽然其性能有所提高但并不显著，为了提高其力学性能和断裂伸长率，在本实验中加入增塑剂柠檬酸三丁酯来提高纯生物质复合材料的性能。
本实验采用价格低廉且易得的木粉和改性木粉共混制备木粉/生物质塑料复合材料，不仅具有良好的加工性能，而且能使复合材料拥有良好的力学性能表现，这对降低复合材料制造成本和扩大其应用范围有着积极的意义。
