秸秆液化及其在环氧树脂胶粘剂中的应用研究

论文摘要

当今世界，传统矿产资源临近枯竭，资源短缺问题极大的限制了世界经济的发展。高速崛起的中国也面临着资源不足的严峻考验，因而对于新资源的开发提出了迫切要求。农作物秸秆是一种储量丰富，可以再生的绿色新型资源，但长期以来没有得到良好的利用，并且由于大多采用焚烧的处理方式，不仅造成了资源的浪费，还引起严重的空气污染。因此，秸秆的有效利用对于中国乃至世界经济的持续健康发展具有重大意义。本论文是在浓硫酸作催化剂的条件下，采用苯酚作液化剂将秸秆液化制备其液化产物。利用正交试验考察了液比（苯酚与秸秆质量比）、催化剂用量、反应温度和反应时间对液化反应的影响。结果表明：在液比为5:1，反应温度为150℃，反应时间为90min，催化剂用量为1.0mmol/g时，残渣率为2.44%、化合酚为243.02%。采用相同工艺条件对木粉和酒糟渣进行了液化实验，并探讨了其液化规律。并发现随着液化反应时间的延长，液化物均出现“再凝聚的残渣”。采用苯酚液化秸秆为原料，与环氧氯丙烷反应，制得一种以秸秆液化物为基材的新型环氧树脂。通过正交试验确定了合成环氧树脂的最佳工艺；同时以651#聚酰胺为固化剂，测试了不同液化试剂环氧树脂固化物的剪切强度。通过红外光谱和凝胶渗透色谱测定它的结构和相对分子量分布,证明了用秸秆液化物合成出环氧树脂。经产品部分性能测试证明，所得胶粘剂性能良好，拉伸剪切强度可达6Mpa，达到应用要求，为今后的工业化生产提供了依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 生物质及生物质能
• 1.2 我国农作物秸秆综合利用的研究进展
• 1.2.1 我国农作物秸秆资源的综合利用情况分析
• 1.2.1.1 秸秆还田
• 1.2.1.2 替代能源
• 1.2.1.3 牲畜饲料
• 1.2.1.4 工业原料
• 1.3 国内外生物质资源液化技术的进展
• 1.3.1 国外木材液化技术研究的进展
• 1.3.2 我国木材液化技术研究的进展
• 1.4 木材液化的主要方法及机理
• 1.4.1 木材液化的方法
• 1.4.1.1 溶剂法
• 1.4.1.2 催化剂法
• 1.4.1.3 无催化剂法
• 1.4.2 木材液化机理
• 1.5 课题研究的目的及意义
• 第二章 秸秆液化及其液化物的结构表征
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料
• 2.2.2 试剂和仪器
• 2.2.2.1 主要试剂
• 2.2.2.2 主要仪器
• 2.2.3 实验步骤
• 2.2.4 实验指标
• 2.2.4.1 残渣率的测定
• 2.2.4.2 游离酚含量的测定
• 2.2.4.3 化合酚含量的测定
• 2.2.4.4 红外光谱
• 2.3 秸秆液化的工艺流程图
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 反应时间对残渣率的影响
• 2.4.2 液比对残渣率的影响
• 2.4.3 反应温度对残渣率的影响
• 2.4.4 苯酚液化秸秆最佳工艺的确定
• 2.4.4.1 四因素对化合酚量的影响
• 2.4.4.2 四因素对残渣率的影响
• 2.4.5 不同农林废弃物的液化效果
• 2.4.6 秸秆和秸秆液化物的红外光谱
• 2.4.7 木粉、秸秆、酒糟渣液化物的 FTIR 比较
• 2.5 小结
• 第三章 秸秆液化物环氧树脂胶粘剂的制备及表征
• 3.1 前言
• 3.2 环氧树脂的合成
• 3.3 实验部分
• 3.3.1 实验原料
• 3.3.2 试剂与仪器
• 3.3.2.1 主要试剂
• 3.3.2.2 主要仪器
• 3.3.3 实验步骤
• 3.3.3.1 环氧树脂的合成工艺
• 3.3.3.2 环氧树脂胶粘剂配方
• 3.3.4 实验指标
• 3.3.4.1 实验溶剂配制
• 3.3.4.2 环氧值的测定
• 3.3.4.3 羟值的测定
• 3.3.4.4 相对分子量分布的测定
• 3.3.4.5 环氧树脂胶黏剂性能的测定
• 3.4 环氧树脂最佳工艺的确定
• 3.5 不同液化剂秸秆液化物环氧树脂胶粘剂的剪切强度比较
• 3.6 不同固化剂对木片剪切强度的影响
• 3.7 对不同材料的剪切强度
• 3.8 秸秆液化物环氧树脂相对分子量分布
• 3.9 红外光谱
• 3.10 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢