DMSO/TEAC体系中木粉的热塑性研究开题报告

全文总字数：1756字

1. 研究目的与意义

随着社会和经济的发展，人类对能源的需求量越来越大。化石燃料是我们生活和生产过程中主要的能源，而它却不可再生，随着其用量增大，其储存量逐渐减少，而且使用化石燃料的过程中对环境产生巨大的影响，威胁人类和其他生物的生存。目前，生物质原料是环境友好、可再生，在世界广泛存在并且有丰富储存量的可再生资源。可再生的生物质材料已成为人类21世纪战略的焦点。因此，开发利用生物质原料具有广阔的前景。

木质纤维类生物质通过改性可以制备生物基产品，包括生物基塑料以及一系列生物化工产品。以塑料为例，生物基塑料是一类以生物质为原料生产的，具备石油基塑料所具有的优良性能，并可以通过微生物的活动将它全部降解的塑料。而石油基塑料在自然状态下数百年也不能被生物降解，成为无孔不入的白色垃圾。因此，以可再生的农林废弃物为原料生产的生物基塑料替代石油基塑料是必然的趋势。

目前研究较多的生物基塑料主要包括：淀粉基塑料、大豆蛋白基塑料、纤维素基塑料等。其中，淀粉基塑料和大豆蛋白基塑料的原料为粮食资源，很难避免与民争粮的现状；纤维素基塑料的原料主要来源于木质纤维类生物质，而纤维素组分提取的过程中易造成环境污染，且纤维素单组分的开发利用存在严重的资源浪费问题。因此以木质纤维全组分为原料，研究制备生物基塑料显得尤为重要。

2. 国内外研究现状分析

（1）国内同类研究概况

我国林业公益性科研专项中开展了关于木粉丁二酰化改性制备生物基塑料的研究。实验中以木质纤维（胡杨枝条）为原料，经球磨预处理后，在dmso/teac体系中部分溶解，在催化剂对二甲氨基吡啶作用下，用丁二酸酐对体系中未溶解和已经溶解的木质纤维中的纤维素、半纤维素和木质素等组分同时进行酯化改性，成功制备出具有较好力学性能的生物基塑料，为木质纤维类生物质全组分综合高值利用探索出一条新途径。

(2)国外同类研究概况

3. 研究的基本内容与计划

研究内容如下：

(1)以木质纤维类农林废弃物（胡桑枝条）为原料，前期将球磨木粉溶解于dmso/teac溶剂体系中，使木粉改性。研究木粉的热塑性。在次过程中研究的影响因素为dmso的用量、teac的用量。

(2)在改性木粉中加入增塑剂，研究增塑剂与木粉混合后产物的力学性能。在此过程中研究增塑剂种类及其用量的影响。

(3)力学性能的研究工艺有：木粉加增塑剂混合后研磨、挤出和注塑。通过注塑产品进行力学分析。在次过程中开展对于挤出温度、注塑温度等的研究。

4. 研究创新点

化学改性可使木质纤维材料转化为具有热塑性的新型高分子材料，不过其代价是化学改性造成的分子结构变化使材料丧失了某些固有的优良属性，同时成本很高，至今未能实现产业化。近年来，利用混合溶剂溶解木质纤维原料过程中的氢键竞争的研究为木质纤维材料转化为新型热塑性材料提供了新的思路。