木質素基熱塑性材料的制備.pdf

1、木質素是自然界中含量僅次于纖維素，能提供可再生芳香基化合物的非石油資源。據估計，全球每年以大約200億噸的速度再生。工業(yè)上的木質素是造紙工業(yè)和生物乙醇工業(yè)的副產物，這些制造過程產生的木質素通常只有較低的附加值，其中絕大部分都作為熱源被燃燒，沒有作為一種寶貴的資源被利用起來。因此，尋找一種合適的方法提高木質素的附加值，將會產生巨大的經濟效益。提高木質素附加值的研究一直是木質素研究的熱點，一些研究將木質素作為填充劑，例如將木質素填充在生物質

2、材料中提高其疏水性，硬度和結晶性能等，然而，沒有經過改性的木質素填充在熱塑性材料中通常對材料的力學性能產生負面影響。還有一些研究利用木質素上含有的反應性基團，制備熱固性的樹脂，如酚醛樹脂，脲醛樹脂，環(huán)氧樹脂等。
　　本論文將癸二酰氯與聚乙二醇、木質素共聚，在木質素的結構中引入柔性鏈段，將非熱塑性的木質素轉化為熱塑性的材料，大大地拓展了木質素的應用領域。探究了合成木質素基熱塑性材料的最佳條件，結果表明，在合成溫度為70℃，反應時間為

3、8h，聚合物的產率最高。
　　將制備的木質素基熱塑性材料進行核磁共振和紅外表征，證實了反應的發(fā)生。將其熱壓成膜，進行力學性能測試并探究不同的酰氯/羥基比、不同木質素含量以及不同的PEG鏈長對材料力學性能的影響。結果表明，該材料能在高溫下熔融，具有可塑性。掃描電子顯微鏡顯示該材料表面均一。在酰氯/羥基比值為1.5∶1時，材料的力學性能最好，斷裂強力為1.27Mpa，斷裂伸長為62.8％，楊氏模量為10.79Mpa。隨著木質素含量從3

4、0％增加到45％，材料的斷裂伸長從62.8％降低到23.04％，楊氏模量從10.79MPa增加到16.08MPa，斷裂強力隨木質素含量的增加變化不大。
　　木質素作為一種植物副產物，是優(yōu)良的可再生材料，但是由于它與其他生物材料的相容性差，難以與其他的生物質材料共混。本論文通過辛酸亞錫的催化將D-丙交酯接枝到木質素上，制備出了木質素聚乳酸共聚物，提高了木質素在聚乳酸中的分散性。核磁共振和傅里葉變換紅外光譜證實了反應的發(fā)生。將改性后的

5、木質素與L-聚乳酸共混后進行力學性能和吸收紫外性能測試，結果表明改性木質素的引入在保持了聚乳酸原有的力學性能的同時，賦予聚乳酸吸收紫外線的能力。
　　木質素豐富的含量和可生物降解性有利于緩解能源危機和解決環(huán)境污染，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。但是由于木質素結構的復雜性，在木質素基熱塑性材料的方面的應用還遠遠不足。因此有效地利用木質素開發(fā)更多優(yōu)良的木質素產品以及實現(xiàn)木質素高附加值產品的規(guī)模化、產業(yè)化，對于實現(xiàn)再生資源和廢棄物的循環(huán)利用，解決