竹浆超声预处理制备醋酸纤维素的研究开题报告

 2021-08-08 10:46:24

1. 研究目的与意义

竹材生长速度快,育材周期短,是国内资源极为丰富的纤维素生产原料。但以竹材为原料生产的纤维素。除具有一般纤维素纤维的特征外,如纤维素的分子内和分子间存在着大量的氢键,同时纤维素形态结构和聚集态结构的复杂性以及具有的高结晶度,使得大量可反应性羟基被封闭,微孔闭合,造成纤维素对试剂的可及度低。这对充分利用资源丰富的竹材极为不利,成为应用丰富竹材资源生产醋化级纤维素的重大障碍。虽然国内外对木浆、棉浆纤维的超声处理研究已有报道,但超声处理竹浆纤维的研究未见报道。因此,应用超声处理技术提高竹原纤维、竹浆粕等纤维素,将先进的超声波技术应用于竹原纤维、竹浆粕等纤维素的预处理,不仅对国内形成新的产业链具有重要意义,而且还能促进乙酰化工艺研究创新,加深人们对竹原纤维、竹浆粕等纤维素纤维的认识。

2. 国内外研究现状分析

1962年,瑞典Iwaskai等人研究了超声波对单根木浆纤维的作用,发现在超声波的作用下,纤维细胞壁次生壁中层S2发生位移、次生壁外层S1脱除、S2层微纤维润胀,并使S2层纤维发生细纤维化。七十年代加拿大造纸研究所的研究人员,对超声波技术在制浆和造纸中的应用进行了研究,证实了纤维素纤维在超声波的作用下所发生的次生壁外层Sl发生破裂和脱除并导致纤维的形态结构发生进一步的变化这一现象。

从上个世纪九十年代,国内对纤维素的超声预处理也进行了研究。1999年,熊犍等研究了超声预处理对纤维素材料的超分子结构的影响,结果表明纤维素的分子间氢键、结晶度、晶粒尺寸及晶粒形态都有一定的变化。2003年,李松晔等用超声波对棉浆粕纤维素进行活化处理,通过SEM、FTIR、WAXD研究了处理前后纤维素的形态、结构和结晶性能,并观测了其溶解情况和降解情况。2005年,唐爱民等用扫描电镜和光学显微镜研究超声波处理对纤维素纤维形态结构及超微结构的影响。探讨了超声波处理时间、超声波功率、浆浓度等因素对处理效果的影响。2007年,王献玲等超声波活化处理对微晶纤维素超分子结构、形态结构和可及度的影响,结果表明,超声波活化后MCC晶型没有改变,仍为Ⅰ型。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:1、以水为介质的超声预处理。

2、以醋酸为介质的超声预处理。

3、以醋酸醋酐为介质的超声预处理。

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4. 研究创新点

我国竹资源丰富,而竹石速生植物,分布广适应性强生长快、成材早经济价值高,因此提出利用竹浆来制备醋酸纤维素、醋酸纤维素的合成。虽然国内外对木浆、棉浆纤维的超声处理研究已有报道,但超声处理竹浆纤维的研究未见报道。因此,应用超声处理技术提高竹原纤维、竹浆粕等纤维素,将先进的超声波技术应用于竹原纤维、竹浆粕等纤维素的预处理,不仅对国内形成新的产业链具有重要意义,而且还能促进乙酰化工艺研究创新,加深人们对竹原纤维、竹浆粕等纤维素纤维的认识。

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