木质纤维素增强热塑性淀粉塑料开题报告
2021-08-08 03:03:57
1. 研究目的与意义
淀粉是可再生资源,取之不绝,且价格便宜,用它作原料可大大降低塑料工业对石油工业的依赖性。同时,作为开发具有生物降解性聚合物产品其在各种环境中都具备完全的生物降解能力,淀粉分子降解或灰化后,形成二氧化碳气体,不对土壤或空气产生毒害;通过一定的工艺使淀粉热塑性化后其可以达到用于制造塑料材料的机械性能;开拓淀粉的利用还有利于农村产业结构调整和农业经济的发展。
但是由于天然分子中含有大量的经基,具有较大的极性和亲水性,能与水分子形成较强的氢键,使淀粉呈现刚性的颗粒结构,为了改善淀粉的加工性能,必须将淀粉分子结构无序化,使之具备热塑性。
2. 国内外研究现状分析
(1) 国外淀粉塑料现状
淀粉塑料可分为填充型淀粉塑料和全淀粉塑料。填充淀粉塑料(含淀粉量7%一30%)曾在80年代风行一时,但由于不能完全降解,对解决污染意义不大。加上填充型淀粉塑料价格比传统塑料高,回收又更不利,因而国外已将它定为淘汰型。全淀粉塑料含淀粉在90%以上,添加的其它组份也是能完全降解的,是国外90年代后大力发展的完全可降解材料。目前已有日本住友商事公司、美国wamer-lamber公司、意大利ferrizz公司等宣称研究成功含淀粉量在90%-100%全淀粉塑料,完全生物降解(l月-1年内)而不留任何痕迹,无污染,可用于制造各种容器、瓶罐、薄膜和垃圾袋等[ 2~7]。
在全淀粉塑料工业化以前,淀粉塑料的主导产品已将淀粉含量提高到70%, 进入工业化生产阶段的代表产品有意大利montedison集团novamont 公司开发的mater bi、美国warner lam-bert 公司的novon,前者生产能力2. 3万t/ a, 后者1992年兴建年产45000t 的生产装置, 产品有挤出成型片材、吹塑薄膜、流延薄膜、注塑制品、中空容器、玩具等。其缺点是亲水性和价格过高( 3. 56~6.67美元/kg) ,目前仅适用于一些特定领域。近年意大利ferruzzi公司、美国国际庄明公司和日本住友商事公司等已宣布研制成功全淀粉塑料,宣称淀粉含量在90%以上,其助剂也可降解,因此可做到100%降解。人们预计, 就淀粉塑料而言今后发展的重点应是全淀粉热塑性塑料[1-8]。
3. 研究的基本内容与计划
1.研究内容
(1)纤维素的水解
研究中所用木质纤维素是天然纤维素经稀酸水解并经一系列处理后得到的极限聚合度的产物。如何从木质纤维素出发,制备小段纤维素,是首要研究的问题。具体包括:
4. 研究创新点
木质纤维素和淀粉一样是可再生、可生物降解的天然资源,用木质纤维素来增强热塑性淀粉塑料具有现实意义。
传统方法中,将纤维素与热塑性淀粉共混,仅仅起到增强的作用。而本项目的创新之处则在于:通过制备具有醛基的氧化纤维素,再进一步与热塑性淀粉共混,将达到一石双鸟、一箭双雕的效果。即:既有增强的效果,又有类似于乙二醛的交联作用,从而更好的提高热塑性淀粉的耐水性能及其力学性能。
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