丁二酸酐改性木粉的研究开题报告

1. 研究目的与意义

木质纤维类生物质是一种自然界广泛存在的可降解天然高分子。丁二酸酐是一种环状的有机酸酐，常用于树脂的合成，与其他有线性酸酐相比，其改性木质纤维不会产生副产物。此外研究表明，相比于马来酸酐、领苯二甲酸酐，丁二酸酐在木质纤维改性中具有更好的反应活性。

本课题的研究目的是探索一种新的木质纤维热塑性材料的制备工艺。分别研究了不同溶解度下木质纤维的丁二酸酐改性，为最终对天然木质素的高效利用做基础性研究。

农林废弃物多为木质纤维类的原料，即由木质化的植物细胞构成的天然有机纤维原料的总称，主要成分是纤维素，半纤维素和木质素三种天然有机高分子化合物，以秸、木材、稻草等形式广泛存在于自然界中。作为重要的可再生资源，农林废弃物不仅廉价而且储量丰富。我国是农业大国，农林废弃物很多，必须合理利用此类资源，走可持续发展的道路。

2. 国内外研究现状分析

1、纤维素的酯化改性

纤维素酯化反应是指在酸催化作用下，纤维素分子链中的羟基与酸、酸酐、酰卤等发生酯化反应。可以是无机酸酯类也可以是有机酸酯类。如消化纤维，它是由纤维素经不同比例的浓硝酸和硫酸混合酸消化制得。而有机酸酯类的品种就多了，主要有纤维素的甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、乙酸丁酸酯、高级脂肪酸酯、芳香酸酯和二元酸酯类[1]。

frollini[2,3,4]研究了棉短绒和剑麻纤维素在licl/dmac体系中的均相乙酰化反应,发现纤维素的溶解度和醋酸酯的取代度(ds)不仅取决于溶解和衍生化条件,还与纤维素的来源有关。mayumi等[5]在licl/dmac体系中通过区域选择性反应,成功制备了部分取代的梳型纤维素环酯。heinze等[6]研究了剑麻纤维素在dmso/tbaf3h2o体系中的均相酯化反应。heinze等[7]研究了纤维素与乙酸酐在离子液体中的均相乙酰化反应,合成了ds为0.06~2.38的一系列ca。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

（1）木粉预处理，木粉于50℃干燥箱烘干过夜，取出于105℃干燥箱烘干1h，取5.0g木粉，于球磨机干磨6h，正反交替运行0.5h。

（2）以木质纤维为原料，经球磨处理后，使其在dmso/teac体系中溶解，研究溶解时间、溶解温度、teac的量对木质纤维溶的溶解度和析出率的影响。

4. 研究创新点

采用胡桑枝条作为实验原料；新的改性方法：将木质纤维球磨后部分溶解，再对整个溶解体系进行化学改性，未溶解的和溶解的部分改性程度不同，未溶解的改性物质作为增强材料，在半均相体系中制备热塑性高分子材料。