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《江南大学》 2013年
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ε-己内酯改性稻草纤维的制备、性能及其应用研究

张广志  
【摘要】:农业废弃物——稻草,是我国最主要的一种可再生生物质资源之一。它作为植物通过光合作用固定在地球上的太阳能直接用作燃料不但造成浪费,而且严重污染环境,目前已可以通过生物质能转换技术生产各种清洁燃料。同时其作为可再生天然高分子的载体,又是理想的材料来源,由其制成的复合材料将成为传统有机材料的替代品。本课题利用接枝改性反应对稻草进行化学改性,使其转化为具有一定热塑性的材料,并对其微观结构及物化性能进行研究。 本研究以ε-己内酯为改性试剂将纤维素改性方法应用于稻草改性中,通过ε-己内酯开环聚合在稻草的主要化学成分纤维素、半纤维素或乙酰化稻草的主要成分醋酸纤维素上引入一定数量的聚己内酯柔性链段。可以有效减弱大分子间的相互作用,改变秸秆的微观、表观结构,从而获得可溶、可热塑成型的秸秆改性材料。 本课题讨论并分析了接枝改性前后稻草的物理、化学结构的变化,并获得了性能优良的改性稻草。从而得出了稻草改性的优化反应条件,并确定了超声波-微波协同作用下稻草接枝改性最佳改性条件:稻草与ε-己内酯质量比1:3,微波功率250W,超声波功率270W,反应温度150℃,反应40min。通过对常规加热以及超声波-微波协同作用对乙酰化稻草的接枝改性研究分别得出了两种改性方法下的最佳改性条件:(1)乙酰化稻草与ε-己内酯质量比1:4,反应温度150℃,反应时长10h。(2)微波功率200W,超声波功率270W,反应温度150℃,反应时长50min。FT-IR分析、~1H-NMR分析、~(13)C-NMR分析、X-射线衍射分析表明稻草及乙酰化稻草的微观结构经过接枝改性均发生了改变,通过TG分析、DSC分析表明改性材料热稳定性均有所改善,此外在改性乙酰化稻草的DSC曲线50℃附近出现一个支链熔融峰,在此温度以上乙酰化稻草/ε-己内酯接枝共聚物就可以获得较大黏性。另外此改性产物可以溶解于二氯甲烷中在不加任何添加剂的情况下流延成膜,加入增塑剂邻苯二甲酸二丁酯后流延膜柔性获得改善。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TQ340.1

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