DMSO/NMI体系下木粉酯化改性复合材料的研究开题报告

1. 研究目的与意义

随着煤、石油、天然气等不可再生资源的日益紧缺及开发相应石化产品所带来的环境污染等一系列问题的突出，人们将目光转移到其他可替代资源的研究和开发上。生物质因其储量丰富且可再生的特点而受到世界各国的关注。木质纤维本身是一种天然高分子材料，具有密度低，价格低廉，生物降解性好的特点。鉴于这种性质，可将粉碎后的木质纤维原料与一些塑料进行复合制备出一些木塑性的复合材料。国内外学者对木塑复合材料作了大量研究，主要集中在木粉的改性、以及塑料与木粉的界面改性上。然而这类研究，只是把木质纤维作为填充材料，如木塑复合材料，主体仍为塑料，不能够充分利用木质纤维，也没有减少对石化原料的使用。因此对木质纤维类生物质进行全组分化学改性，制备生物基塑料产品具有重要意义。本论文是通过在DMSO/NMI体系下对木粉酯化改性复合材料的研究，改善木质纤维的酯化塑化性质，提高其热塑性。

2. 国内外研究现状分析

酯化改性一直是木质纤维化学改性领域较为活跃的科研之一，但大多是为了改善木质纤维的相容性、热稳定性、吸水性等。木质纤维的酯化塑化改性研究数量较少，研究进程的推进也较为缓慢。

日本学者的研究发现，在dmso、二甲基甲酰胺等溶剂中，以二甲基苯甲胺为催化剂，木材能够与顺丁烯二酸酐（ma）、邻苯二甲酸酐（pa）在室温条件发生酯化反应。在60℃以上时，即使无溶剂存在，ma和丁二酸酐（sa）亦能与木材发生酯化反应，并获得单酯含量范围更广的酯化产物。这些木材在160℃、115mpa下具有显著热流动性，可热压成红褐色半透明的塑料薄片，且热塑性samapa。

余权英等研究了木材的乙酰化及其热塑性。发现用常规乙酰化方法获得的乙酰化木材不显示熔融行为，而用三氟乙酸预处理后在相同条件下制得的乙酰化木材可在210℃附近软化，在290～300℃出现熔融，并可在110～130℃热压成半透明的薄片。但改性反应过程复杂，成本较大。卢珣等以杉木屑为原料，用余权英等的乙酰化改性方法制备了乙酰化杉木，发现得到的产品各项力学性能都不佳。当省去高氯酸和三氟乙酸，而只用二甲苯为溶剂得到的产品，乙酰化程度降低，力学性能略有提高。

3. 研究的基本内容与计划

1、dmso/nmi体系下的酯化改性

（1）反应温度的影响

反应温度分别为5、15、25、35、45、55℃，考察对产品增重的影响；

4. 研究创新点

1）在不分离胡桑枝原料中纤维素、半纤维素和木质素的前提下，对原料进行改性，并制备出注塑级塑料；

2）反应可以在室温下进行，且无需添加催化剂；

3）以改性后的木质纤维原料为基体材料，通过添加其他添加剂以获得高性能的生物基复合材料。