木浆乙酰化产物的制备、表征及其性能研究

论文摘要

近年来,随着世界各国对环境保护的日益关注,生物降解塑料成为各国研究的主要课题。而开发以纤维素材料为基质的生物降解材料对建立生态平衡,保护环境,循环经济,节省资源具有重大的意义。论文的主要研究内容如下:1、通过研究木浆乙酰化不同工艺参数（活化工艺和乙酰化工艺）对产物取代度、不溶物含量和特性粘数的影响,结果表明,在工艺条件为:活化时间3h、温度80℃、固液比1:9、乙酰化时间2h、温度50℃、催化剂用量2.50%以及反应摩尔比2.00的情况下,所得产物的不溶物含量较少,特性粘数较大,产物具有较优良的性能,可作为生物降解材料的基质使用。2、用化学滴定、红外光谱、13C核磁共振、X-射线衍射和热失重分析对木浆乙酰化产物进行一系列的表征。说明木浆乙酰化产物中的主要成分为醋酸纤维素,不溶物的主要成分为三醋酸葡萄甘露聚糖,三醋酸葡萄甘露聚糖是导致产物中存在不溶物的主要原因;通过比较化学滴定法和13C核磁共振得出的取代度结果,表明13C核磁共振是测定产物取代度和取代基分布的有利手段,但对取代度较高的产物,会有所偏差;产物随着取代度的增加,去晶作用增强,热稳定性也稍有提高。3、通过对木浆乙酰化产物、聚乳酸和增塑剂（二醋酸甘油酯、三醋酸甘油酯、邻苯二甲酸二甲酯和邻苯二甲酸二乙酯）共混材料性能的研究,表明木浆乙酰化产物和聚乳酸有一定的相容性,随着聚乳酸用量的增加,其玻璃化温度向低温方向移动;增塑剂的加入可以在一定程度上提高材料的伸长率,同时还会导致聚乳酸玻璃化温度的降低,其中,二醋酸甘油酯的增塑效果最好。4、通过CO2释放实验,说明木浆乙酰化产物具有一定的降解性能。降解性能的大小受取代度、比表面积和聚合度等因素的影响。取代度越低、比表面积越大以及聚合度越低降解性能越好。以上研究表明,木浆乙酰化产物可以作为生物降解材料进行开发和利用。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 第二章 文献综述
• 2.1 纤维素的物理化学性能
• 2.1.1 纤维素的结构
• 2.1.2 纤维素的化学性能
• 2.2 纤维素的化学反应
• 2.2.1 纤维素非均相反应
• 2.2.2 纤维素均相反应
• 2.3 纤维素的活化
• 2.3.1 纤维素的碱活化
• 2.3.2 纤维素的酸活化
• 2.4 醋酸纤维素的合成
• 2.4.1 醋酸纤维素的合成原理
• 2.4.2 醋酸纤维素的合成工艺
• 2.4.3 醋酸纤维素的性能
• 2.5 醋酸纤维素及其作为生物降解材料的应用
• 2.6 本论文的研究内容
• 第三章 木浆乙酰化工艺探讨
• 3.1 实验仪器和试剂
• 3.2 实验步骤
• 3.2.1 原料的处理和表征
• 3.2.2 木浆酸活化
• 3.2.3 木浆乙酰化
• 3.2.4 结构表征和性能测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 木浆酸活化
• 3.3.2 木浆乙酰化
• 3.3.3 结构表征和性能测试
• 3.4 本章小结
• 第四章 木浆乙酰化产物及其共混材料的制备和性能测试
• 4.1 实验仪器和试剂
• 4.2 实验步骤
• 4.2.1 木浆乙酰化产物及其共混材料的制备
• 4.2.2 材料降解性能试验
• 4.2.3 结构表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 示差扫描量热分析
• 4.3.2 材料力学性能
• 4.3.3 材料的降解性能
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要