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文檔簡介
1、木質(zhì)素是自然界中含量僅次于纖維素,能提供可再生芳香基化合物的非石油資源。據(jù)估計,全球每年以大約200億噸的速度再生。工業(yè)上的木質(zhì)素是造紙工業(yè)和生物乙醇工業(yè)的副產(chǎn)物,這些制造過程產(chǎn)生的木質(zhì)素通常只有較低的附加值,其中絕大部分都作為熱源被燃燒,沒有作為一種寶貴的資源被利用起來。因此,尋找一種合適的方法提高木質(zhì)素的附加值,將會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。提高木質(zhì)素附加值的研究一直是木質(zhì)素研究的熱點,一些研究將木質(zhì)素作為填充劑,例如將木質(zhì)素填充在生物質(zhì)
2、材料中提高其疏水性,硬度和結(jié)晶性能等,然而,沒有經(jīng)過改性的木質(zhì)素填充在熱塑性材料中通常對材料的力學(xué)性能產(chǎn)生負面影響。還有一些研究利用木質(zhì)素上含有的反應(yīng)性基團,制備熱固性的樹脂,如酚醛樹脂,脲醛樹脂,環(huán)氧樹脂等。
本論文將癸二酰氯與聚乙二醇、木質(zhì)素共聚,在木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)中引入柔性鏈段,將非熱塑性的木質(zhì)素轉(zhuǎn)化為熱塑性的材料,大大地拓展了木質(zhì)素的應(yīng)用領(lǐng)域。探究了合成木質(zhì)素基熱塑性材料的最佳條件,結(jié)果表明,在合成溫度為70℃,反應(yīng)時間為
3、8h,聚合物的產(chǎn)率最高。
將制備的木質(zhì)素基熱塑性材料進行核磁共振和紅外表征,證實了反應(yīng)的發(fā)生。將其熱壓成膜,進行力學(xué)性能測試并探究不同的酰氯/羥基比、不同木質(zhì)素含量以及不同的PEG鏈長對材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,該材料能在高溫下熔融,具有可塑性。掃描電子顯微鏡顯示該材料表面均一。在酰氯/羥基比值為1.5∶1時,材料的力學(xué)性能最好,斷裂強力為1.27Mpa,斷裂伸長為62.8%,楊氏模量為10.79Mpa。隨著木質(zhì)素含量從3
4、0%增加到45%,材料的斷裂伸長從62.8%降低到23.04%,楊氏模量從10.79MPa增加到16.08MPa,斷裂強力隨木質(zhì)素含量的增加變化不大。
木質(zhì)素作為一種植物副產(chǎn)物,是優(yōu)良的可再生材料,但是由于它與其他生物材料的相容性差,難以與其他的生物質(zhì)材料共混。本論文通過辛酸亞錫的催化將D-丙交酯接枝到木質(zhì)素上,制備出了木質(zhì)素聚乳酸共聚物,提高了木質(zhì)素在聚乳酸中的分散性。核磁共振和傅里葉變換紅外光譜證實了反應(yīng)的發(fā)生。將改性后的
5、木質(zhì)素與L-聚乳酸共混后進行力學(xué)性能和吸收紫外性能測試,結(jié)果表明改性木質(zhì)素的引入在保持了聚乳酸原有的力學(xué)性能的同時,賦予聚乳酸吸收紫外線的能力。
木質(zhì)素豐富的含量和可生物降解性有利于緩解能源危機和解決環(huán)境污染,符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。但是由于木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性,在木質(zhì)素基熱塑性材料的方面的應(yīng)用還遠遠不足。因此有效地利用木質(zhì)素開發(fā)更多優(yōu)良的木質(zhì)素產(chǎn)品以及實現(xiàn)木質(zhì)素高附加值產(chǎn)品的規(guī)?;?、產(chǎn)業(yè)化,對于實現(xiàn)再生資源和廢棄物的循環(huán)利用,解決
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