微波液化玉米秸稈及環(huán)氧樹脂的制備與性能研究
本文選題:玉米秸稈 + 微波。 參考:《河北大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:黨的十八屆三中全會(huì)決議中指出建設(shè)生態(tài)文明,必須建立系統(tǒng)完整的生態(tài)文明制度體系,實(shí)行最嚴(yán)格的源頭保護(hù)制度、損害賠償制度、責(zé)任追究制度,完善環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)制度,用制度保護(hù)生態(tài)環(huán)境。環(huán)境問題的改善解決在實(shí)行制度創(chuàng)新完善,實(shí)現(xiàn)人與自然科學(xué)發(fā)展,和諧進(jìn)步;轉(zhuǎn)變粗放型發(fā)展模式,實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、技術(shù)密集型和環(huán)境友好型發(fā)展模式的歷史性轉(zhuǎn)變,成為當(dāng)前環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域研究的主旨方向。本研究課題旨在將生物質(zhì)(玉米秸稈)由傳統(tǒng)原始粗放利用模式經(jīng)技術(shù)創(chuàng)新,轉(zhuǎn)化為能循化利用的高附加值新型材料,應(yīng)對(duì)未來石油危機(jī)和化石資源枯竭背景下有機(jī)合成原料面臨原料匱乏的局面。利用微波這種清潔高效能源對(duì)可再生儲(chǔ)量大的生物質(zhì)材料進(jìn)行液化利用,符合當(dāng)前全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展政策路線。本文主要介紹了以生物質(zhì)(玉米秸稈)為原材料,在微波作為反應(yīng)能量源,在苯酚與濃硫酸混合液為液化催化劑條件下對(duì)固態(tài)玉米秸稈粉末進(jìn)行液化。對(duì)玉米秸稈液化反應(yīng)進(jìn)行殘?jiān)蕼y(cè)定并比對(duì)實(shí)驗(yàn)條件,同時(shí)以紅外光譜分析為手段研究其中新舊官能團(tuán)吸收峰值變化情況,從而確定微波液化過程中生物質(zhì)原料分子主要轉(zhuǎn)變的情況。在取得玉米秸稈液化物后,在堿性環(huán)境下以微波為反應(yīng)能量與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng),提取制備環(huán)氧樹脂。最后將提取的環(huán)氧樹脂經(jīng)過與固化劑與其他助劑結(jié)合,得到具備初步實(shí)用性的環(huán)氧樹脂膠結(jié)劑,通過拉伸剪切等物理手段測(cè)試膠結(jié)劑實(shí)用指數(shù)。生物質(zhì)(玉米秸稈)主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素和其它有機(jī)物、無機(jī)物共同構(gòu)成[1]。其主體構(gòu)成成分具有難溶、難液化特性。在苯酚與濃硫酸混合液為液化劑作用下,通過微波穿透性的均勻加熱,得以將玉米秸稈粉末初步液化。經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn),初步發(fā)現(xiàn)在微波加熱溫度為160℃,微波加熱時(shí)間為22分鐘左右,反應(yīng)原料液固比為4:1,時(shí),實(shí)驗(yàn)過程中液化產(chǎn)物殘?jiān)式档搅俗畹椭。溫度過高,加熱時(shí)間過長(zhǎng),均容易導(dǎo)致殘?jiān)史磸?即出現(xiàn)高分子液化再凝聚沉淀現(xiàn)象。通過比對(duì)不同液化溫度條件下、不同液化時(shí)間條件下、不同液化液固比條件下玉米秸稈原料和液化物殘?jiān)募t外光譜分析,發(fā)現(xiàn)液化殘?jiān)欣w維素、半纖維素和木質(zhì)素均出現(xiàn)不同程度消失降解。初步印證了微波和苯酚酸性條件下液化反應(yīng)的正向進(jìn)行。而針對(duì)液化物進(jìn)行的紅外光譜分析則清楚表明,液化物中纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等大分子標(biāo)志性官能團(tuán)已不復(fù)存在,取而代之的是大量的酚羥基類官能團(tuán),說明微波加熱的酸性條件下,苯酚酚羥基與纖維素等大分子降解物進(jìn)行了反應(yīng)。微波催化條件下所得玉米秸稈液化物,在經(jīng)過酚羥基與環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下的反復(fù)開閉環(huán)反應(yīng)后,得以提取出環(huán)氧樹脂。通過進(jìn)一步后續(xù)實(shí)驗(yàn)工藝,制備環(huán)氧樹脂膠黏劑,并對(duì)膠黏劑進(jìn)行物理性能測(cè)試。通過正交試驗(yàn)得到影響液化生物質(zhì)環(huán)氧樹脂膠粘劑剪切強(qiáng)度最佳工藝條件是具體配比為是環(huán)氧樹脂:固化劑(聚酰胺):填料(碳酸鈣):增塑劑(酞酸酯)為100:200:200:20。該條件下我們制備合成的環(huán)氧樹脂膠黏劑粘結(jié)木條時(shí)的最佳剪切強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到4.86MPa。
[Abstract]:In this paper , the author points out that construction of ecological civilization must establish a complete system of ecological civilization , the most rigorous source protection system , the compensation system , the responsibility investigation system , the perfect environment management and the ecological restoration system , and it is the main direction of the research in the field of environmental science . The results showed that cellulose , hemicellulose and lignin in liquefied residue were subjected to reaction under microwave catalysis .
【學(xué)位授予單位】:河北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:TQ323.5;X712
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1978087
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