生物质种纸材料的研制及其物理化学特性研究

摘要

为了加快我国水稻直播种植机械化的步伐，避免育秧和插秧等一系列繁琐的劳动，本研究开发出一种可用于水稻直播种植的生物质材料，它能满足机械化铺种的条件，实现稻种的定距发芽生长，并具有自然降解转化为生态有机肥和抑制杂草生长等功能。 本文以稻草为该生物种纸的原材料，采用化学生物结合法对其预处理，来脱除其表面不利于纸张成型的蜡质等化合物。以抗张指数为纸张的表征量，采用三因素三水平的正交实验，得出最优水解试验条件为：碱度为1.2％，水解温度115℃，水解时间20min，该条件下制备的纸张抗张指数为11.64 N.m.g-1，通过添加少量淀粉胶可以使纸张的机械强度达到使用要求。 对生物质胶粘剂的合成工艺进行了研究，通过对玉米淀粉进行糊化、氧化、交联等化学改性，并采用稻草作为填料，研制出具有一定粘度和初粘接力的改性淀粉胶粘剂。以胶粘剂的绝对粘度为表征量，采用四因素三水平的正交实验，得出最优合成工艺条件为：氧化温度为60℃,氧化时间为2.0h，氧化剂用量为0.6ml和交联剂用量为4.0g，该条件下合成的胶粘剂具有涂布均匀，粘度较大，初粘接力好等特点，符合使用要求。并对产物结构的红外光谱特征进行了分析。 为了考察该材料的实际使用效果，分别就其对发芽时间的影响、铺种方式对发芽的影响和它自然降解情况进行了室内铺种模拟试验，并对成本进行了估算。试验结果表明：1.开发的生物质材料不会对种子发芽有负面影响2.在水中完全自然降解的时间为70天3.材料成本约为0.09元/m2，可以为我国农民所接受。