屏蔽法改性木粉制备生物基塑料的研究-林业工程学报.PDF

－ 林业工程学报，２０１７，２（１）：１０８ １１２ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ － ｄｏｉ：１０．１３３６０／ ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６ １３５９．２０１７．０１．０１９ 屏蔽法改性木粉制备生物基塑料的研究 丁菲，杨倩，陈健强，叶菊娣，朱澄月，洪建国∗ （南京林业大学生物与环境学院，南京 ２１００３７） 摘　 要：以胡桑枝条木粉为原料，木粉经球磨预处理后，分散于盛有一定量蒸馏水的烧杯中，之后将配制的酒石 酸铁钠（ＦｅＴＮａ）溶液倒入其中，在４℃下润胀一段时间后，于捏合机中捏合５ ｈ后烘干，最后在双螺杆挤出机中 与一定量的甘油混合挤出制备生物基塑料，研究了润胀时间、球磨木粉用量和试剂用量对改性产物力学性能的 影响。 结果表明：以木质纤维类生物质为原料，ＦｅＴＮａ络合物和甘油为屏蔽剂可制备出注塑级生物基塑料，实现 木质纤维的全组分高效利用；在屏蔽改性过程中未引入新的官能团；经屏蔽改性处理后，纤维素结晶度降低，纤 维素分子链间作用力降低，改性产物热稳定性下降。 在较佳工艺条件下，所制备的生物基塑料的弯曲强度为 ２０７ ＭＰａ、拉伸强度为１２９ ＭＰａ、断裂伸长率为３．２％，热塑性和力学性能较佳。 关键词：木质纤维类生物质；屏蔽改性；生物基塑料；力学性能 － － － 中图分类号：ＴＢ３２４　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：２０９６ １３５９（２０１７）０１ ０１０８ ０５ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆ ｂｉｏ⁃ｂａｓｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｕｓｉｎｇ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｗｏｏｄ ｐｏｗｄｅｒｗｉｔｈｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ＤＩＮＧ Ｆｅｉ，ＹＡＮＧ Ｑｉａｎ，ＣＨＥＮ Ｊｉａｎｑｉａｎｇ，ＹＥ Ｊｕｄｉ，ＺＨＵ Ｃｈｅｎｇｙｕｅ，ＨＯＮＧ Ｊｉａｎｇｕｏ∗ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｈｅＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００３７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｕｌｂｅｒｒｙｂｒａｎｃｈｗｏｏｄｐｏｗｄｅｒｗａｓｕｓｅｄａｓｔｈｅｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｆｏｒｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｂｉｏ⁃ｂａｓｅｄｐｌａｓｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌ．Ａｆ⁃ ｔｅｒ ｔｈｅ ｂａｌｌ ｍｉｌｌｉｎｇ，ｗｏｏｄ ｐｏｗｄｅｒ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｄｉｓｐｅａｒｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅｂｅａｋｅｒ，ａｎｄｔｈｅｎ Ｆｅ⁃ｔａｒｔａｒｉｃ ａｃｉｄ⁃ＮａＯＨ ｓｏｌｕｔｉｏｎ（ＦｅＴＮａ） ｗａｓｐｏｕｒｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｂｅａｋｅｒ． Ｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｕｎｄｅｒｗｅｎｔ ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆ ｓｗｅｌｌｉｎｇａｔ４℃ ｆｏｒ ａ ｐｅｒｉｏｄ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｗａｓｐｏｕｒｅｄ ｉｎ ａ ｋｎｅａｄｅｒ ｆｏｒ ５ ｈ ｋｎｅａｄｉｎｇ． Ａｆｔｅｒ ｋｎｅａｄｉｎｇ，ｔｈｅ ｍｉｘｔｕｒｅ ｗａｓｔａｋｅｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｋｎｅａｄｅｒ ａｎｄ ｄｒｉｅｄ ｉｎ ａｎ ｏｖｅｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｍｉｘｔｕｒｅｗａｓｅｘｔｒｕｄｅｄｗｉｔｈａ ｃｅｒｔａｉｎａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｇｌｙｃｅｒｏｌｕｓｉｎｇａ ｄｏｕｂｌｅ⁃ｓｃｒｅｗｅｘｔｒｕ⁃ ｄｅｒ ｔｏｐｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｂｉｏ⁃ｂａｓｅｄ ｐｌａｓｔｉｃｓ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｔｉｍｅ，ｗｏｏｄ ｐｏｗｄｅｒ ａｎｄ ｒｅａｇｅｎｔ ａｍｏｕｎｔ ｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆｔｈｅｍｏｄｉｆｉｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｂｉｏ⁃ｂａｓｅｄｐｌａｓｔｉｃｓｏｆｉｎｊｅｃｔｉｏｎｇｒａｄｅｃｏｕｌｄｂｅ ｓｕｃ