木粉在不同溶剂中热塑性行为的研究开题报告

 2021-08-08 22:53:37

1. 研究目的与意义

近些年来,随着石油、煤炭等非可再生资源总量的日趋减少以及相应开发石化产品所带来的环境污染等一系列问题日益突出,将储量丰富且可再生的生物质转化为新能源、新材料和化工产品已经成为世界各国研究开发的热点。我国的生物质产量每年超过21亿吨,储量非常丰富,每年仅农作物秸秆就有7亿多吨。我国大量农林废弃物中的木质纤维类生物质,如树枝、木屑、刨花、秸秆、稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等,未得到高效利用,有些甚至在田地里焚烧,不仅浪费资源,而且污染了大气环境。

通过物理和化学手段,将木质纤维类生物质转化制备成新材料,是其高效利用的途径之一。对木质纤维类生物质的全组分同时进行化学改性,使其具有热塑性,以加工成各种生物基塑料产品,从而逐步取代石油基塑料,已成为世界各国竞相研究开发的热点之一。

2. 国内外研究现状分析

1 内酯开环接枝

natoco涂料公司把己内酯接枝到部分取代的纤维素醋酸酯或纤维素醋酸丁酸酯上,再与甲硅烷基化合物反应,由此得到的材料具有良好的耐候性。rhodia公司用己内酯接枝纤维素醋酸酯,再与用单羟基物质进行羧基封端的己内酯低聚体反应[5],所得产物的熔点降低至180℃,可直接用于熔融纺丝。

2 聚乳酸接枝

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3. 研究的基本内容与计划

球磨胡桑木粉:取3g过60目筛的木粉于球磨机的两个100ml球磨罐中(玛瑙材质),加入不同直径的氧化锆磨球( Φ10:Φ7:Φ5 =10:20:100),盖紧盖子。球磨机的运行参数为:每30min正反向交替运行,交替间隔停机时间为0min,频率为40hz,球磨4h。置于60℃鼓风干燥箱干燥。

取一定质量的捏合试剂溶于650g的二甲基亚砜中,搅拌均匀后,倒入真空捏合机中。随后将80g球磨4h 的胡桑木粉迅速倒入捏合机中,盖紧捏合罩,关闭排气阀。捏合机的运行参数为:主机反转,捏合温度80℃。

将塑料颗粒在微型注塑机(haake minijetⅡ)中注塑成型,即可得到生物基材料产品,材料制备工艺流程见图4.1所示。注塑条件为:注射温度18010℃,初始注射压力70050bar,注射时间12s,二次注射压力为450bar,注射时间8s,模具温度80℃。

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4. 研究创新点

利用木质纤维与离子液体共混制备生物基塑料的最终目的是将离子液体渗透到木质纤维内部,屏蔽纤维素分子内和分子之间的氢键,从而使木质纤维具有热塑性,但并非将木质纤维溶解。而离子液体能否渗透到纤维素内部一方面受到木质纤维本身微观结构的影响,另一方面也与捏合的外部条件密切相关。通过球磨的预处理方法可以破坏纤维素的晶体结构和木质素三维网状结构,从而使木质纤维表面的羟基暴露,增加试剂的可及度。

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