以木质素为原料合成环氧树脂的研究

摘要

木质素在植物界中的含量仅次于纤维素,是丰富的天然大分子有机物,占植物体的15﹪~36﹪.它是由苯丙烷结构单元通过碳-碳键(C-C)和醚键(-O-)连接而成的三维网状高分子物质,是复杂的芳香族聚合物.由于它的芳香族性质,侧键脂肪族特性和各种功能基,木质素可以成为如石油一样的能源物质和重要的化工原料,木质素是制浆造纸工业的副产品,有效利用木质素,一方面减轻了环境污染,有利于进一步治理;另一方面开发利用可再生资源,解决资源的浪费问题.本文以工业碱木质素为原料合成环氧树脂,开发木质素利用的新途径.首先,利于Lunquist液-液提纯法和甲酚-硫酸法提纯木质素,结果发现,后者比前者的得率要高得多,且二者灰分相差不大.经纯化后的木质素与环氧丙烷进行化学改性,加入适当的碱金属氢氧化物、溶剂、引发剂对改性反应有利,改性温度高于木质素的玻璃态温度.改性后的木质素衍生物与环氧氯丙烷反应生成木质素基环氧树脂.反应在室温下进行,生成的环氧树脂最终经分离、纯化为红棕色粘稠状的液体,在合成环氧树脂的过程中,研究了改变原料配比和反应时间对环氧树脂的影响,通过测定合成后的环氧树脂的环氧当量,发现合成的木质素基环氧树脂比市场售双酚A型环氧树脂的环氧当量值要高.未固化的环氧树脂没有什么实用价值,必须经过固化才能实现其最终用途.本文所用的固化剂是三乙烯四胺,固化剂的用量为胺当量/氧当量为1.测定固化后环氧树脂的机械性能.结果表明,拉伸强度、伸长率均较双酚A型环氧树脂的要大,杨氏模量随木质素含量的增大而增大,最终比双酚A型环氧树脂的要大.将木质素环氧树脂与固化剂三乙烯四胺和填料碳酸钙进行调胶,配制木材胶合剂,压板最佳工艺条件为热压压力为15kg/cm<'2>,涂胶量为270g/cm<'2>(双面),热压时间为7~8min,热压温度为150℃,胶合强度达到国标要求,满足Ⅰ类胶合板的工业生产要求.

目录

文摘

英文文摘

第一章文献综述

1木质素

1.1木质素的存在

1.2木质素的结构与性质的研究

1.3工业木质素的分类

1.4 工业木质素的生产能力

2木质素的物理化学性质

3木质素的改性方法

3.1有关“改性”的概念

3.2木质素的改性研究

4木质素的利用

4.1在农林业中的应用

4.2在水泥及混凝土工业中的应用

4.3在高分子领域中的综合应用

4.4在石油工业中的应用

5环氧树脂

5.1环氧树脂的结构

5.2环氧树脂的分类和特点

5.3环氧树脂用途和国内外环氧树脂的市场

6本论文研究的目的及内容

第二章木质素的纯化

1引言

2实验

2.1原料

2.2实验内容

3结果与讨论

3.1原木质素、纯化木质素的性能

3.2木质素红外光谱分析

3.3木质素紫外光谱分析

3.4木质素的玻璃态转化温度

3.5纯化木质素的成本计算

4本章结论

第三章木质素—环氧树脂的合成及其性质

1引言

1.1环氧树脂的发展

1.2环氧树脂的性质

1.3环氧树脂与木质素

1.4以纯化麦草Soda-AQ碱木质素为原料合成环氧树脂的实验原理

2实验部分

2.1麦草Soda-AQ碱木质素的改性

2.2木质素—环氧树脂的合成

2.4木质素—环氧树脂的性能测定

3结果与讨论

3.1木质素—环氧树脂的红外光谱分析

3.2木质素—环氧树脂的合成及性能分析

3.3木质素—环氧树脂的经济性分析

4本章结论

第四章木质素—环氧树脂的固化

1引言

1.1固化剂的概况

1.2各种不同用途的固化剂

1.3多元胺固化剂的固化反应

2实验部分

2.1木质素—环氧树脂的固化

2.2固化后的环氧树脂的性能测定

2.3木质素—环氧树脂胶合性能的测定

3结果与讨论

3.1木质素—环氧树脂与E-51型环氧树脂的玻璃化温度的比较

3.2木质素含量对机械性能的影响

3.3双酚A型环氧树脂与木质素—环氧树脂粘合剂在三合板中的应用效果比较

4本章结论

第五章全文总结

参考文献

致谢

发表文章