木质纤维生物基塑料的增韧改性研究开题报告

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

随着矿石资源日益紧缺以及开发利用石化产品所带来的环境污染等问题进一步凸显，寻求替代矿石资源制备新型高分子材料成为新的研究热点。利用具有可碳中和以及可再生双重特点的木质纤维类生物质制备改性材料，更是成为研究的重点方向之一。木质纤维是由木质化的植物细胞构成的天然有机纤维的总称，主要化学成分为纤维素、半纤维素和木质素3种天然有机高分子化合物，以木材、竹材、农作物秸秆等形态广泛存在于自然界中（1）。对木质纤维原料的化学改性一般有酯化（2-6）醚化（7-10）、接枝共聚（11-12）等等，但是由于木质纤维类生物质化学结构复杂且组成不均一，对其改性的难度极大，所以近年来的研究大体都停留在反应机理或是单组分分离改性研究，如纤维素改性、木质素改性，或是木塑复合材料等等。单一成分改性诸如纤维素改性，要首先进行提纯分离，不仅成本较高，资源难以全部利

用，而且易造成环境污染。即使有部分研究是针对木质纤维原料全组分改性，但改性产物性能不佳，热塑性不好，研究停留在用质量增长率来表征改性程度的阶段，且质量增长率普遍偏低。刘传富等（13）用邻苯二甲酸酐为酯化剂，以毗咙为分散介质，在115℃的温度下对蔗渣酯化改性60min，产物的质量增长率最高仅为39.1%。本研究以胡桑枝条木粉为原料，通过球磨预处理，以邻苯二甲酸酐作为酯化剂，对二甲氨基毗a}为催化剂，二甲亚飒为分散介质，对其进行酯化改性，从而探索木质纤维类生物质全组分利用制备生物基塑料的可行性。

参考文献:

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1、dmso/nmi体系下的酯化改性

（1）反应温度的影响

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