论文部分内容阅读
经济发展带来的能源短缺问题与环境污染问题日显突出,因此生物质废弃物的资源化利用引起人们的关注。目前,生物质液化技术被认为是生物质资源综合利用的有效方法之一。本文以香蕉假茎为研究对象,以聚乙二醇/丙三醇的混合液(4:1,w/w)为液化剂,硫酸为催化剂,在不同温度、液固比及时间等条件下对香蕉假茎及香蕉假茎综纤维素进行液化,探索香蕉假茎非均相液化反应机理。然后,开展液化产物基高分子材料的研究。并结合FTIR、SEM、TG、 DSC等测试和分析仪器分别对液化残渣、液化产物、纤维素以及高分子材料进行表征测试。主要结论如下:液化过程包括液化、降解共存阶段和液化、降解、缩聚共存阶段。液化过程中,催化剂用量、液固比及温度对降低残渣率的效果明显,适当提高催化剂用量、温度及液固比有利于原料的液化。通过对香蕉假茎综纤维素的液化发现,液固比对反应的影响受温度控制。1300C时,将液固比从5:1提高到20:1,残渣率在60mmin内下降最多为11.47%,液固比为20:1反应时间75min时,残渣率开始上升;170℃时,当液固比5:1时,液化反应难以进行,将液固比从5:1提高到20:1,残渣率在15min内下降了49.44%,在75mmin时下降了63.82%,此时的综纤维基本完全液化。当液化温度1500C,液固比5:1,催化剂用量lmmol/g,液化时间75mmin时,对香蕉假茎综纤维素进行液化,残渣是一种纤维素纤维,其中纤维素含量为85.02%,结晶度为81.26%,有望用于纤维素增强复合材料及造纸。当液化温度1400C,液固比4:1,催化剂用量3.5mmol/g,液化时间120mmin时,对香蕉假茎进行液化,残渣率为19.19%,所得液化产物(LBP)羟值298.5mgKOH/g与聚醋酸乙烯酯乳液(PVAC)有很好的相容性,LBP可以与PVAC形成分子间氢键或者/和醚键,从而改善PVAC的耐水性。利用pH为1.14的LBP对PVAC改性,当LBP/PVAC为120,600C固化2h时,胶黏剂的拉伸剪切强度为3.88Mpa,可以满足使用要求且此条件下制备的胶膜具有一定的耐水性。利用pH为1.14的LBP与PVAC共混制备共混膜,当LBP/PVAC大于1:10时,所制备的共混膜在水中可以保持64天结构不发生破坏,124天后部分薄膜开始降解。LBP/PVAC共混膜有望作为新型可降解的包装材料,缓冲材料及皮革材料。