發(fā)布時(shí)間：2017-08-03 09:33

  本文關(guān)鍵詞：玉米秸稈皮木素結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用的研究

  更多相關(guān)文章： 玉米稈皮 木質(zhì)素 1 4-丁二醇蒸煮 聚氨酯薄膜

【摘要】：隨著環(huán)境污染問題的日益加劇和能源、資源的劇烈消耗,人們開始尋找可以代替石油等能源且對環(huán)境友好的生物質(zhì)資源。儲量巨大的玉米秸稈作為一種可再生的農(nóng)業(yè)廢棄物逐漸受到人們的重視,從玉米稈皮中提取分離出木質(zhì)素并加以有效利用,可以為實(shí)現(xiàn)玉米稈皮各組分的高效、高值化分離利用奠定理論基礎(chǔ)。本論文主要對玉米稈皮的磨木木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,使用1,4-丁二醇蒸煮法分離玉米稈皮中的木質(zhì)素,優(yōu)化了工藝條件,并使用分離提取的玉米稈皮高沸醇木質(zhì)素為原料制備了聚氨酯薄膜,探究了高沸醇木質(zhì)素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和聚乙二醇(PEG)的分子量對實(shí)驗(yàn)制備的聚氨酯薄膜性能的影響并優(yōu)化了制備過程這兩個(gè)影響較大的因素的用量。對實(shí)驗(yàn)提取的玉米稈皮磨木木素進(jìn)行了紅外光譜測定,譜圖分析表明玉米秸稈木質(zhì)素屬于GSH型木質(zhì)素。玉米秸稈皮的堿性硝基苯氧化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,玉米稈皮木質(zhì)素中愈創(chuàng)木基、對-羥基苯基、紫丁香基苯丙烷單元的比值大約為7.5:3:4,熱解分析表明玉米稈皮磨木木素具有良好的熱穩(wěn)定性。玉米秸稈是豐富的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物,探尋玉米稈皮中木質(zhì)素的分離技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)玉米稈全組分的綜合利用。本實(shí)驗(yàn)以1,4-丁二醇為蒸煮試劑,采用高溫蒸煮技術(shù)分離玉米稈皮中的木質(zhì)素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示較優(yōu)的分離提取條件為:反應(yīng)溫度160℃,保溫時(shí)間1.5h,1,4-丁二醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%,固液比1:10和硫酸用量0.15mL/g絕干原料。在這個(gè)條件下木質(zhì)素的提取率為89.2%,此時(shí)相對于絕干原料的得率為18.2%。紅外光譜和紫外光譜分析顯示蒸煮過程中木質(zhì)素官能團(tuán)沒有明顯變化,可以保證玉米稈皮中木質(zhì)素進(jìn)一步功能化應(yīng)用。為木質(zhì)素的高值化利用奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。高沸醇溶劑法(HBS)主要是利用了高沸醇有機(jī)溶劑揮發(fā)性低、沸點(diǎn)高以及對木質(zhì)素具有良好的溶解效果等特點(diǎn),可以從植物纖維原料中把木質(zhì)素提取分離出來,并且提取率較高,同時(shí)反應(yīng)過程中的1,4-丁二醇可以通過旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)可以回收利用,對環(huán)境友好。利用分離提取的高沸醇木質(zhì)素為原料制備了聚氨酯薄膜,探究了高沸醇木質(zhì)素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和聚乙二醇(PEG)的分子量對聚氨酯薄膜性能的影響,并優(yōu)化了木質(zhì)素基聚氨酯薄膜的制備條件,研究表明:聚乙二醇(PEG)的分子量為400,高沸醇木質(zhì)素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12%時(shí),所制備的聚氨酯薄膜的拉伸強(qiáng)度、彈性模量、拉伸率、撕裂度以及吸水率均較高,表現(xiàn)出良好的物理性能。利用玉米稈皮高沸醇木質(zhì)素代替聚乙二醇(PEG)制備木質(zhì)素基聚氨酯材料,不僅可以降低能源消耗、降低生產(chǎn)成本,還有效的利用了玉米稈皮這一儲量巨大的生物質(zhì)資源,本研究為玉米稈皮高沸醇木質(zhì)素的高附加值利用提供了一條有效的途徑。
【關(guān)鍵詞】：玉米稈皮 木質(zhì)素 1 4-丁二醇蒸煮 聚氨酯薄膜
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O636.2
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第一章 緒論12-26
• 1.1 研究背景12
• 1.2 我國玉米秸稈的利用現(xiàn)狀以及存在的問題12-14
• 1.2.1 玉米秸稈可以用作有機(jī)肥料還田12-13
• 1.2.2 玉米秸稈可以用作飼料喂養(yǎng)牲畜13
• 1.2.3 玉米秸稈可以用作農(nóng)村能源建設(shè)13
• 1.2.4 玉米秸稈可以用作工業(yè)化生產(chǎn)原料13-14
• 1.2.5 玉米秸稈利用過程存在的問題14
• 1.3 玉米稈皮概述14-17
• 1.3.1 玉米稈皮的化學(xué)組成14-15
• 1.3.2 纖維素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)15-16
• 1.3.3 半纖維素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)16-17
• 1.4 木質(zhì)素的研究現(xiàn)狀17-21
• 1.4.1 木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)18-20
• 1.4.2 木質(zhì)素的應(yīng)用現(xiàn)狀以及發(fā)展前景20-21
• 1.5 玉米秸稈中常見的木質(zhì)素分離方法21-25
• 1.5.1 溶劑分餾法分離木質(zhì)素21-22
• 1.5.2 生物方法分離木質(zhì)素22-23
• 1.5.3 物理方法分離木質(zhì)素23
• 1.5.4 化學(xué)方法分離木質(zhì)素23-25
• 1.6 論文研究的目的、意義及內(nèi)容25-26
• 1.6.1 論文研究的目的和意義25
• 1.6.2 論文的主要內(nèi)容25-26
• 第二章 玉米稈皮木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)研究26-38
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器試劑26-27
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料26
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備26
• 2.1.3 實(shí)驗(yàn)藥品與試劑26-27
• 2.2 玉米稈皮的原料組分分析27-29
• 2.2.1 水分含量的測定27
• 2.2.2 灰分含量的測定27-28
• 2.2.3 有機(jī)溶劑抽出物含量的測定28
• 2.2.4 綜纖維素含量的測定28
• 2.2.5 硝酸乙醇纖維素含量的測定28-29
• 2.2.6 酸不溶木質(zhì)素（即克拉森木素）含量的測定29
• 2.3 實(shí)驗(yàn)過程29-33
• 2.3.1 玉米稈皮磨木木素（MWL）的制備29-31
• 2.3.2 玉米稈皮磨木木素的紅外光譜分析31
• 2.3.3 玉米稈皮的堿性硝基苯氧化實(shí)驗(yàn)31-33
• 2.3.4 玉米稈皮木質(zhì)素的靜態(tài)熱解特性分析33
• 2.4 結(jié)果與討論33-37
• 2.4.1 玉米稈皮磨木木素的紅外光譜分析33-34
• 2.4.2 玉米稈皮木質(zhì)素的高效液相色譜分析34-36
• 2.4.3 玉米稈皮木質(zhì)素的熱重分析36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 1,4-丁二醇蒸煮法分離玉米稈皮中的木質(zhì)素38-48
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器試劑39-40
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料39
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備39
• 3.1.3 實(shí)驗(yàn)藥品與試劑39-40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法40
• 3.2.1 木質(zhì)素得率的計(jì)算40
• 3.2.2 紅外光譜分析（FT-TR）40
• 3.2.3 紫外光譜分析（UV）40
• 3.3 結(jié)果與討論40-45
• 3.3.1 固液比對木質(zhì)素的提取率的影響40-41
• 3.3.2 保溫時(shí)間對木質(zhì)素的提取率的影響41-42
• 3.3.3 反應(yīng)溫度對木質(zhì)素的提取率的影響42
• 3.3.4 1,4-丁二醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對木質(zhì)素的提取率的影響42-43
• 3.3.5 硫酸用量對木質(zhì)素的提取率的影響43-44
• 3.3.6 驗(yàn)證優(yōu)化條件44
• 3.3.7 1,4-丁二醇木質(zhì)素紅外光譜分析44-45
• 3.3.8 1,4-丁二醇木質(zhì)素紫外光譜分析45
• 3.4 本章小結(jié)45-48
• 第四章 高沸醇木質(zhì)素合成聚氨酯薄膜的研究48-56
• 4.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器試劑49-50
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料49
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備49
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)藥品與試劑49-50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法50
• 4.2.1 原料預(yù)處理50
• 4.2.2 高沸醇木質(zhì)素合成聚氨酯薄膜50
• 4.2.3 聚氨酯薄膜的力學(xué)性能檢測50
• 4.2.4 聚氨酯薄膜的撕裂度檢測50
• 4.2.5 聚氨酯薄膜的吸水率測定50
• 4.3 結(jié)果與討論50-55
• 4.3.1 聚乙二醇（PEG）分子量對高沸醇木質(zhì)素聚氨酯薄膜性能的影響50-53
• 4.3.2 高沸醇木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)對聚氨酯薄膜性能的影響53-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論與展望56-58
• 5.1 論文的主要結(jié)論56-57
• 5.2 論文的創(chuàng)新之處57
• 5.3 下一步的研究工作57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64-66
• 攻讀碩士論文期間發(fā)表的論文66

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