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随着石油资源的减少以及人们环保意识的日益提高,寻找替代石油基材料的的形势日趋严峻。作为一种来源于可再生生物质的绿色材料,国内外将生物基塑料(bio-basedplastic)作为一种能替代石油基塑料的高分子加以研发与生产,并不断加大研究力度。而木质素作为一种含量极其丰富同时也是唯一一种可提供可再生芳基化合物的非石油资源,木质素基生物塑料的研究越来越得到人们的重视。但木质素结构较为复杂,分子量分布较宽,因此其加工性能较差,只有很少的一部分被用于作为附加值较低的添加剂使用。本文通过聚己内酯化学改性木质素,将柔性的聚己内酯引入刚性的木质素中,制备成具有一定强度的木质素生物可降解薄膜,提高了木质素的附加值,拓展了木质素在生物基塑料上的应用。 本文具体的研究工作如下: 1.采用碱溶酸析法对工业碱木质素进行提纯,以除去粗木质素中的灰分等杂质,得到精制木质素。将木质素乙酰化,采用核磁共振波谱(1H-NMR)确定木质素中醇羟基以及酚羟基的摩尔比,并利用电位滴定仪对精制木质素的酚羟基的含量进行确定,然后计算出木质素的总羟基含量。 2.利用六亚甲基二异氰酸酯对木质素的羟基进行活化以提高木质素羟基的活性,然后与聚己内酯进行反应,实现对木质素的化学改性。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等手段对木质素接枝产物进行结构分析;并使用流延法制备木质素基生物可降解薄膜。探讨了改性过程中异氰酸酯值(-NCO/-OH)、木质素的含量以及聚己内酯的分子量对木质素基生物可降解薄膜力学性能的影响;研究了木质素改性时间、溶剂用量等对木质素基生物可降解塑料成膜性的影响。 3.研究添加剂对木质素基薄膜的形态以及力学性能的影响。重点讨论了增塑剂含量、增塑剂种类以及防黏剂种类对木质素基力学性能的影响;同时研究了在添加剂的体系中-NCO/-OH、木质素的含量对木质素基生物可降解薄膜力学性能及紫外吸收性能的影响。 4.开展了木质素基薄膜的降解行为研究。研究了木质素基薄膜的热降解、土壤降解以及真菌降解过程,对降解过程中薄膜的形态、力学性能、热稳定性能进行了测试。