纤维素接枝己内酯的工艺研究开题报告

 2021-08-08 22:57:06

1. 研究目的与意义

近年来,随着人们环保意识的增强,生物质资源的研究逐渐成为新的研究热点。纤维素是分布最广,含量最丰富的天然可再生资源,其良好的性能和化学结构都决定了其成为材料领域研究的热点。纤维素分子上具有大量羟基,能够通过醚化、酯化、接枝改性等方法改善其性能,获得了大量纤维素衍生化产品,应用于多个行业和领域。可生物降解的纤维素酯能部分取代来源于石化产品的塑料,为塑料工业开拓了一条新的原料渠道。尽管纤维素及其衍生物具有多种用途,但由于它们自身的结构特点使它们在实际生产应用中也面临着较多问题。而接枝改性技术是改善其性能的一条件常用而又有效的途径。

2. 国内外研究现状分析

纤维素是自然界中最丰富的可再生生物质资源。通过化学改性的方法可制备多种纤维素改性材料,诸如纤维素酯、乙基纤维素、羟乙基纤维素和羟丙基纤维素等衍生物。其中对聚己内酯(PCL)和聚丙交酯(PLA)接枝的研究最为活跃。经处理后的纤维丝表面覆盖了一层憎水性的高聚物分子,通过接触角测试表明材料表面憎水性得到了明显改善。以此改性纤维素丝为增强体,制取的生物复合材料由于界面的改变力学性能明显改善。MFC表面由于PCL支链的存在使其与PCL的相容性明显改善。目前,内酯经开环聚合接枝纤维素的反应大都转化率不高,接枝产物改性效果不明显,尚不能直接用于内塑化材料的制备。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:1、以棉浆粕为原料与已内酸酯进行开环聚合的接枝反应(详细探讨反应时间、温度、药品用量、催化剂种类及用量、溶剂等对产品性能的影响);2、改性产品的性能分析(得率、接触角、热性能)。研究计划:1、1月15到2月15:根据课题研究目标及研究内容,查阅相关参考文献。2、2月15到3月1日:自行设计实验与具体的技术线路。主要包括:详细的试验方案,时间安排,所需仪器、药品和试剂,可能出现的问题及应对措施,具体的实验数据记录表等。进行初步试验,进行调试与改进。3、3月1日到4月30日:在教师的指导下独立完成课题的研究任务,记录、整理、归纳、总结实验数据与实验现象。完成论文大纲。4、4月30日到结束:根据实验数据进行分析与讨论,得出实验结论,按照学术论文的要求撰写毕业论文。

4. 研究创新点

棉浆粕又称精制棉浆,是以棉短绒为原料,经碱法蒸煮、漂洗精制而成的一种高纯度纤维素。主要用于制造醋酸纤维素、硝化纤维素和醚类纤维素,广泛用于食品、医药、牙膏、日化、建材、造纸、电子、塑料、航天和军工等领域。棉纤维以其优越的性能加上接枝已内酸酯的生物改性,接枝改性技术是改善其性能的一条件常用而又有效的途径。它既能保留纤维素原有的部分反应基团及生物降解性、生物相容性等性能,又可赋予其可塑性等新的性能。

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