以稻草为原料制备热塑性纤维素

摘要

稻草是我国主要的农业废弃物之一，目前国内外已有的研究主要是利用稻草中的植物纤维压制人造板材，或是将植物纤维与塑料复合制备木塑材料，但这些研究都未能实现以稻草替代部分石油资源。利用稻草秸秆中的纤维素为化工原料，合成环境友好的可降解热塑性高分子材料，对于缓解石油资源压力、保护生态环境以及促进农业的可持续发展，都具有重要的战略意义。 本文通过使用由催化剂A和催化剂B以一定比例混合而成的复合催化剂AB，以丙三醇与1，4-丁二醇为混合溶剂，在160℃温度下从稻草中成功分离出木质素和纤维素。该方法与文献报道的高沸醇法相比，反应温度低(文献报道中的反应温度为206℃)，溶剂用量少。以该方法从秸秆中分离木质素和纤维素不仅能耗较低，得率高，而且纤维素和木质素的降解较小，有利于以它们为原料制备热塑性塑料的后续利用。 以氯化苄作苄基化试剂，甲苯作稀释剂，对高沸醇纤维素进行苄基化化学改性，制备得到增重率为122.93％的苄基化产品，红外光谱分析、X一射线衍射分析和差示扫描量热分析数据表明，纤维素的化学结构发生了改变，大部分羟基被苄基化，生成醚键，纤维素去结晶化，出现了148.48℃的玻璃化转化温度，表明纤维素已被成功改性为热塑性物质。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

第一章绪论

1.1研究背景

1.2生物质资源的综合利用

1.3我国农作物秸秆资源综合利用现状

1.3.1秸秆还田利用

1.3.2秸秆能源化利用

1.3.3秸秆饲料化利用

1.3.4秸秆造纸与黑液综合利用

1.3.5秸秆建材化利用

1.3.6利用秸秆栽培食用菌

1.3.7利用秸秆生产包装材料

1.3.8利用秸秆生产一次性餐具

1.4木质素的应用

1.4.1在工业领域中的应用

1.4.2在农业领域中的应用

1.4.3在高分子材料中的应用

1.5纤维素的应用

1.5.1纤维素酯类

1.5.2纤维素醚类

1.5.3添加低分子量增塑剂

1.5.4与其它高聚物共混

1.5.5对多糖主链进行化学改性或接枝

1.6热塑性木塑复合材料研究进展

1.7研究目的、内容和意义

第二章木质素和纤维素分离方法的研究

2.1引言

2.2原料、主要仪器及试剂

2.2.1原料

2.2.2主要仪器及试剂

2.3实验方法

2.3.1原料化学组分分析

2.3.2高沸醇为溶剂分离木质素和纤维素

2.4结果与讨论

2.4.1原料化学组成分析

2.4.2高沸醇为溶剂分离稻草木质素和纤维素

2.5分离产品分析

2.5.1高沸醇木质素的定性分析

2.5.2高沸醇木质素的纯度分析

2.5.3高沸醇纤维素定性分析

2.5.4高沸醇纤维素纯度分析

2.6本章小结

第三章高沸醇纤维素苄基化改性研究

3.1引言

3.2利用液化试剂破坏高沸醇纤维素晶格

3.3高沸醇纤维素的酯化衍生化

3.4高沸醇纤维素的苄基化反应

3.5主要仪器及试剂

3.5.1实验主要仪器

3.5.2实验主要试剂

3.6实验方法

3.6.1高沸醇纤维素制备

3.6.2高沸醇纤维素预处理

3.6.3纤维素的苄基化改性

3.6.4样品结构分析

3.7苄基化改性的结果与讨论

3.7.1苄基化最佳反应条件的确定

3.7.2预处理对苄基化反应的影响

3.7.3反应介质用量的确定

3.7.4氯化苄用量对苄基化反应的影响

3.7.5 NaOH浓度对苄基化反应的影响

3.7.6反应温度对苄基化反应的影响

3.7.7反应时间对苄基化反应的影响

3.7.8相转移催化剂对纤维素苄基化反应的影响

3.7.9纤维素苄基化最佳反应条件

3.7.10红外光谱分析

3.7.11 X-射线衍射分析

3.7.12苄基化纤维素的差热分析

3.8本章小结

第四章结论

4.1研究结论

4.2本论文的创新之处

第五章参考文献