纤维素/聚乳酸复合材料的制备及其性能研究

发布时间：2023-04-02 21:27

　　近年来,环境污染已经严重影响了我们的健康和生活,尤其是雾霾问题,备受人们的关注。造成雾霾的原因之一就是农田中大量农业废弃物的焚烧,焚烧农业废弃物不仅使得环境问题日益加剧,同时,也是对天然资源的浪费。对于农业大国的中国来说,每年都有大量的小麦产出,许多麦草被废弃在农田中,麦草中含有丰富的麦草纤维,这天然可再生资源通过改性处理转化为麦草纤维素,可以利用到工业、建筑以及塑料行业中,提升了麦草资源的利用价值。现在,白色污染问题一直是环保问题的难点,对于塑料的不可降解问题,很多学者提出使用可降解的聚乳酸为原料制备塑料产品。但是,以聚乳酸为原料,会存在生产成本过高且聚乳酸的抗撕裂性较差等问题。基于以上问题,本论文以农业废弃物——麦草纤维素为原料,用马来酸酐对麦草纤维素结构上的羟基官能团进行酯化处理,使得酯化后的麦草纤维素可以与聚乳酸(PLA)基体原料性质有些相近,再通过密炼机混炼的方法,利用“相似相容”原理,制备出高性能的新型复合材料,通过酯化麦草纤维素增强聚乳酸复合材料的机械性能和热学性能,同时降低衍生品的生产成本,有助于聚乳酸材料在更多的邻域中应用以及废弃资源的综合利用,这对于环境保护和循环经...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 概述
    1.2 纤维素
        1.2.1 纤维素的结构
        1.2.2 纤维素的提取
        1.2.3 纤维素的性质
    1.3 纤维素的改性
        1.3.1 物理改性
        1.3.2 化学改性
        1.3.3 生物改性
    1.4 纤维素及衍生物的应用
        1.4.1 高分子材料中应用
        1.4.2 医药领域中应用
        1.4.3 废水处理中应用
        1.4.4 食品行业中应用
    1.5 聚乳酸
        1.5.1 聚乳酸结构
    1.6 聚乳酸的合成方法
        1.6.1 乳酸直接缩聚法
        1.6.2 丙交酯开环聚合法
    1.7 聚乳酸的性质及改性
        1.7.1 物理改性
        1.7.2 化学改性
    1.8 聚乳酸的应用
        1.8.1 医学领域应用
        1.8.2 包装塑料领域应用
    1.9 本论文的研究内容及意义
第2章 马来酸酐酯化改性麦草纤维素的制备与性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验原理
        2.2.1 合成路线
        2.2.2 取代度测定
    2.3 实验部分
        2.3.1 实验药品和仪器
        2.3.2 实验方法
        2.3.3 样品的表征
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 催化剂浓硫酸的用量对DS值的影响
        2.4.2 马来酸酐与麦草纤维素的质量比对DS值的影响
        2.4.3 反应温度对DS值的影响
        2.4.4 反应时间对DS值的影响
        2.4.5 红外测试结果与分析
        2.4.6 SEM测试结果分析
        2.4.7 热稳定性测试结果分析
    2.5 本章小结
第3章 酯化纤维素/聚乳酸复合材料的混炼及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验原理
        3.2.1 合成路线图
    3.3 实验部分
        3.3.1 实验药品和仪器
        3.3.2 实验方法
        3.3.3 样品的表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 红外测试结果与分析
        3.4.2 热稳定性结果分析
        3.4.3 弯曲性能测试结果分析
        3.4.4 拉伸性能测试结果分析
        3.4.5 DSC测试结果分析
    3.5 本章小结
第4章 次氯酸钠氧化改性麦草纤维素的研究
    4.1 引言
    4.2 实验原理
        4.2.1 氧化改性示意图
        4.2.2 结晶度的测定
    4.3 实验部分
        4.3.1 实验药品和仪器
        4.3.2 实验方法
        4.3.3 样品的表征
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 XRD测试结果及分析
        4.4.2 次氯酸钠的用量对氧化纤维素的结晶度的影响
        4.4.3 反应时间对氧化纤维素的结晶度的影响
        4.4.4 反应温度对氧化纤维素的结晶度的影响
        4.4.5 体系pH值对氧化纤维素的结晶度的影响
        4.4.6 SEM测试分析
        4.4.7 红外测试结果与分析
        4.4.8 接触角结果分析
        4.4.9 热性能结果分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
参考文献
硕士期间发表的论文
致谢



本文编号：3779990