玉米芯中半纖維素的水熱法預提取及農林生物質半纖維素制備膜材料的研究.pdf

1、半纖維素是一種含量豐富、用途廣泛的可再生生物高分子聚合物，廣泛存在于各種農林生物質資源中，平均含量可達到一年生及多年生植物生物質資源的50％。迄今為止，雖然植物資源中的纖維素和木質素產品大都實現了規(guī)?；a，但作為主要成分的半纖維素卻沒有得到充分利用，所以提取不同農林生物質中的半纖維素，并依據其特性生產高值化產品，對于提高生物質資源的利用效率具有重要意義。
　　論文首先對半纖維素含量豐富的農林廢棄物玉米芯中半纖維素的提取方法進行了

2、研究，通過對半纖維素水熱法提取工藝的單因素及響應面法分析，確定玉米芯中半纖維素的水熱法最佳提取工藝為：最高加熱溫度170.04℃、保溫時間31.40min、液固比14.19:1，在此條件下，實際半纖維素得率為50.03%。
　　在半纖維素的高值化利用方面，主要研究其在膜材料領域的應用。主要分為兩部分：
　　(1)通過添加增強劑來改善半纖維素膜材料的性能。以溶解漿廠闊葉木預水解液半纖維素為原料，系統(tǒng)地研究了闊葉木預水解液添加玉

3、米淀粉、羧甲基纖維素鈉（CMC）、聚乙烯醇（PVA）等助劑時對膜性能的影響。研究發(fā)現，添加PVA的膜材料比添加CMC和玉米淀粉的具有明顯的力學性能優(yōu)勢，確定PVA為優(yōu)選的半纖維素膜材料的添加劑；進一步研究了PVA的添加量對半纖維素膜的力學性能影響，當PVA添加量在20%（相對于溶液中所含半纖維素的質量比）以下時，形成的膜很軟，彈性模量低，而隨著PVA添加量的繼續(xù)增加，彈性模量增加，半纖維素膜表現出較好的強度性能，所以從成本及實用性考慮，

4、確定最佳的PVA添加量為30%；最后對在最佳條件下制得的膜材料進行了掃描電鏡SEM形態(tài)表征，結果表明膜材料表面結構光滑、均一且連續(xù)，整個斷面結構均勻致密，并沒有相的分離。紅外光譜 FT-IR分析結果表明膜材料各組成成份沒有發(fā)生變化，是以物理結合的形式交聯(lián)在一起，且彼此間有良好的兼容性。以玉米芯半纖維素為原料，當添加30%的PVA時，亦能制備出表面光滑、結構致密的半纖維素膜材料，色澤棕黃且半透明，拉伸強度為4.6MPa，斷裂伸長率為6.4

5、%。
　　(2)通過半纖維素的改性，即羧甲基化來改善半纖維素的成膜性能。以膠粘廠堿溶解半纖維素廢液為原料，研究了羧甲基化改性對半纖維素膜性能的影響。借鑒羧甲基纖維素鈉的制備工藝首先對半纖維素進行羧甲基化改性，然后將改性后的半纖維素添加一定量的增塑劑山梨醇，考察其對半纖維素膜性能的影響。研究表明，當山梨醇的添加濃度為3.4%時，制備的半纖維素膜材料的性能最佳。在該條件下，制備的半纖維素膜的拉伸強度可達到9.36MPa，斷裂伸長率為9