木质纤维原料改性的研究开题报告

1. 研究目的与意义

生物质能是世界第四大能源，也是重要的可再生能源，蕴藏量巨大。因此，它被作为未来可代替石化资源的能源而成为科学家的研究热点。它是指由光合作用而产生的各种有机体，是太阳能以化学能形式储存在生物中的一种能量形式，是一种以生物质为载体的能量。生物质资源数量庞大，形式繁多，包括薪柴、农林作物、农林废弃物、城市固体废弃物、水生植物等。其中绝大多数属于木质纤维素类生物质。据估计，作为植物生物质的主要成分，木质素和纤维素以每年约1640亿吨的速度不断再生，如以能量计算，相当于当今石油产量的15~20倍。

本课题分别采用麦草原料制备热塑性高分子，改性方法是与脂肪酸的酯化合成纤维素高级脂肪酸酯。选用高级脂肪酸的原因是纤维素高级脂肪酸酯具有突出优点:加工温度低,冲击强度大,非极性溶剂溶解性能优良,与疏水性聚合物有很大的相容性,特别是在不需要增塑剂的情况下即能模塑成型,因此,其在生物降解塑料等方面具有广阔的应用前景，未来有可能代替以石油为原料的塑料制品，这三种原料中木浆为纯的纤维素、纸浆中含有纤维素与半纤维素，而秸秆则是天然植物纤维。通过这三种原料的反应，探究木质素与半纤维素的存在对植物纤维的热塑性改性的影响。为最终以天然植物纤维（麦秸秆）为原料制备热塑性的材料做一些基础性的研究。

2. 国内外研究现状分析

生物降解自本世纪70年代以来，国内外对以纤维素高分子材料为基质制作降解塑料以及降解方式都进行了广泛的研究，该领域己经成为世界各国竞相开发的热点。以纤维素为基质制造降解塑料具有多方面的优势

德国以醋酸纤维为基础，混合以特殊的生物活性增塑剂和其他添加剂制得的降解塑料具有高透明性和良好的力学性能，并可用热塑模压、吹塑方法加工，正在开发用作包装材料和发泡体。上述技术目前正处于研究开发阶段，尚无工业产品问世。

可降解型包装材料生产技术

3. 研究的基本内容与计划

本研究主要以麦草作为研究主体，将麦草改性应用于纤维素改性，以环氧氯

丙烷作为醚化剂，选择适当的预处理剂、润涨剂、催化剂，可得到有一增重率的改性麦草粉。本研究讨论了醚化剂、催化剂、溶剂的用量，反应温度、反应时间、溶剂的种类等对麦草增重率的影响，并对最佳反应条件做以选择。通过对预处理后，测定其环氧值，麦草首先与氢氧化钠反应,生成碱纤维素;然后再与环氧氯丙烷反应,脱去氯化钠,形成环氧纤维素醚，环氧值的大小可以判断出环氧氯丙烷与碱纤维素反应的多少。

计划：

4. 研究创新点

本实验所得到的改性纤维素产品主要应用于塑料行业，作为可生物降解的填

料，使原来不能降解材料的变成可降解的材料，即能协调环境保护，又解决了废

弃物处理问题。