木质素/聚乳酸共混体系的研究开题报告

1. 研究目的与意义

聚乳酸(pla) 是重要的环境友好高分子材料,具有优良力学性能、生物相容性、生物降解性和资源可再生性 ,在生物医学工程、涂料、薄膜、热塑材料、纺织等领域也都有巨大的市场。

聚乳酸常被进行共聚或共混改性,以改善其性能,降低成本。

采用木质素及其衍生物改性聚乳酸,可以制备完全生物降解的高分子材料,使其具有聚乳酸的优良性能和木质素类材料的低成本等优势，减少环境污染。

2. 国内外研究现状分析

在全球变暖、石油紧缺、原油供应不稳定及其价格剧烈变动的大形势下,生物降解塑料受到了更多的关注.其中,聚乳酸(pla)材料是第一个形成商业化规模的生物降解塑料产业,它是由淀粉糖发酵生成,不需以石油为原料,在堆肥条件下可以完全生物降解,被认为是最具竞争力的可再生生物基塑料。

由于其具有良好的生物相容性和降解性,pla已经广泛用于生物医学领域,例如用作手术缝合线、骨科固定材料、药物缓释和组织培养等。有的已有正式产品投放市场,有的处于临床试验阶段,但大量研发仍处于实验室的阶段。pla是一种热塑性的聚合物,能采用通用的方法,如挤出、模塑、浇注成型、熔融纺、溶液纺、吹塑等进行加工。因此,可以代替现有的石油基塑料制品,解决环境污染的问题。但是,现阶段pla的应用仍然受到限制,这主要由于聚乳酸存在许多缺点，为克服这些缺点,改善pla材料的机械性能和加工性能,以及降低pla的成本,人们已经在pla共混改性方面做了许多的工作。依据共混组分的生物降解性,可以将聚乳酸共混体系分为完全生物降解体系和部分生物降解体系两大类。木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、碳基共扼双键等活性基团，因此可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解甲氧基、羧基、光解、酞化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应。其中，又以氧化、酞化、磺化、缩聚和接枝共聚等反应性能在研究木质素的应用中显示着尤为重要的作用，同时也是扩大其应用的重要途径。在此过程中，磺化反应又是木质素应用的基础和前提，到目前为止，木质素的应用大都以木质素磺酸盐的形式加以利用。在亚硫酸盐法生产纸浆的工艺中，正是由于亚硫酸盐溶液与木粉中的原本木质素发生了磺化反应，引进了磺酸基，增加了亲水性，而后这种木质素磺酸盐在酸性蒸煮液中进一步发生水解反应，使与木质素结合着的半纤维素发生解聚，从而使木质素磺酸盐溶出，实现了木质素、纤维素与半纤维素的分离，得到了纸浆，同时也使木质素的应用成为了可能。

参考文献

[1] martin o． poly（lacticacid）: plasticization and properties of biodegradable multiphase systems［j］．polymer，2001，42（14）：6209－6219．

3. 研究的基本内容与计划

1.利用木质素与聚乳酸共混，采用溶液共混法制备共混物；

2.研究原料配比对共混物体系的影响。将纯化后的plla和木质素分别配制成1-5%的溶液，然后以plla:糖单体为10:0、8:2、6:4、4:6、2:8、0:10的比例配制。研究木质素与聚乳酸的相容性，糖类对聚乳酸结晶性能、热性能等的影响。

3. 采用粘度法、旋光法、红外光谱、差示扫描量热法、广角x-射线衍射、偏光显微镜法、扫描电镜等方法对所得共混物的性能与结构进行研究。

4. 研究创新点

本论文的研究充分利用我国丰富的可再生资源。聚乳酸作为新兴生物材料,因具有优良生物及力学性能,已在农业、食品包装、医疗卫生等领域得到了广泛应用。研究与开发聚乳酸化学品，拓展聚乳酸的应用范围。本论文的开展将一定程度地突破制约我国生物降解材料成本过高等问题。

创新点：1.利用木质素与聚乳酸共混，采用溶液共混法制备共混物；

2.研究原料配比对共混物体系的影响