木材的預(yù)處理及其纖維素的分離改性研究.pdf

1、近年來,可再生資源的開發(fā)與利用,尤其是以農(nóng)林生物質(zhì)等可再生資源為原料,生產(chǎn)新材料、化工原料等,越來越受到人們的關(guān)注。木材作為自然界主要的再生資源,資源豐富,對其展開研究,具有實際意義。木材主要是由纖維素、半纖維素和木質(zhì)素組成,其中纖維素是地球上最為豐富的天然高分子材料之一,具有優(yōu)良的性能和廣泛的應(yīng)用。除了以上大分子物質(zhì)以外,木材中還含有少量的小分子物質(zhì),這些小分子物質(zhì)的存在會影響木材的物理化學性質(zhì),限制木材在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。
　　

2、為了充分有效地利用木材資源,本文分別以桉木和松木為研究對象,分析了木材的組成,對木材原料進行了預(yù)處理,并以離子液體[Bmim]Cl為溶劑,微波輔助加熱,研究了木材主要組分的分離,最后,對木材纖維素的均相改性進行了研究。主要內(nèi)容歸納如下:
　　(1)分別以桉木和松木木材為原料,對其纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的含量進行了測定分析,其中,桉木的纖維素含量為41.72％、半纖維素為13.21%、木質(zhì)素為23.99%,相對而言,松木稍低于桉木

3、,其含量分別為39.94%、12.89%、22.97%。
　　(2)通過正交試驗優(yōu)化了木材預(yù)處理的工藝條件,采用纖維素酶解和電鏡掃描考察了木材預(yù)處理的效果。實驗結(jié)果表明,松木脫脂的最佳條件為:乙醇為溶劑,固液比為1:15,溫度78℃,提取4 h;桉木脫脂的最佳工藝為:苯-乙醇為溶劑,固液比為1:15,溫度66℃,提取4 h。正交試驗結(jié)果表明,各因素對脫脂效果的影響順序為:溫度>時間>固液比,其中,溫度為主要影響因子,對指標抽提物含

4、量和纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素損失率的影響程度顯著。纖維素酶解和電鏡掃描結(jié)果表明,木材脫脂后能明顯改善其物理化學性能:預(yù)處理后灰分含量≤0.1%,小分子有機化合物含量≤1%,表面疏松,孔徑變大,可及面變大。
　　(3)研究了木材及其纖維素在離子液體中的溶解、分離和改性。實驗結(jié)果表明,以預(yù)處理后的木材為原料,離子液體[Bmim]Cl為溶劑,在微波輔助條件下,實現(xiàn)了木材全組分的溶解,且纖維素離子液體溶液的粘度隨著纖維素濃度的增加而增大