木質(zhì)纖維-氨基樹脂模塑料的制備與性能研究.pdf

1、隨著世界能源危機(jī)的加劇和人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，人們越來越重視以可再生的農(nóng)林廢棄物生物質(zhì)資源為原料，采用現(xiàn)代理論與技術(shù)，通過改性、重組、復(fù)合等方法，制備新型高分子材料——生物質(zhì)基高分子材料。我國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)林廢棄物生物質(zhì)資源豐富，其中每年產(chǎn)生的農(nóng)作物秸稈就達(dá)7億多噸，但就地焚燒現(xiàn)象嚴(yán)重，既造成資源浪費(fèi)，又污染環(huán)境，以農(nóng)林廢棄物為原料，替代日益緊張的木材資源，制備氨基（MUF、UF）樹脂模塑料，既能減少資源浪費(fèi)，變廢為寶，又降低了制造氨基樹

2、脂模塑料的成本，實(shí)現(xiàn)農(nóng)林廢棄物資源化利用的目的。
　　本文以生物質(zhì)資源——農(nóng)林廢棄物（玉米秸稈酶解副產(chǎn)物、麥稈、竹粉、造紙竹污泥）和紙漿為原料，采用纖維表面處理技術(shù)提高秸稈中纖維素含量、改善纖維素表面性能，通過逐步縮合聚合和共縮聚手段，制得農(nóng)作物秸稈木質(zhì)纖維-氨基樹脂模塑料，并對材料的流動(dòng)性能、力學(xué)性能、模塑收縮率等進(jìn)行了研究。考察了木質(zhì)纖維原料-農(nóng)林廢棄物資源（玉米秸稈酶解副產(chǎn)物、麥稈、竹粉、造紙竹污泥）、固化劑和增塑劑對氨基樹

3、脂模塑料的影響，以期為利用生物質(zhì)資源制備性能優(yōu)良的高分子材料提供新的途徑。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　1.以玉米秸稈生產(chǎn)生物丁醇的副產(chǎn)物纖維漿料為增強(qiáng)材料，三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)樹脂為基體聚合物，通過偶聯(lián)劑處理，制備了玉米秸稈酶解副產(chǎn)物-MUF樹脂模塑料。研究了玉米秸稈纖維漿料用量對模塑料彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度的影響，采用電子掃描顯微鏡（SEM）表征玉米秸稈纖維和MUF樹脂的界面結(jié)合性能，并利用動(dòng)態(tài)機(jī)械熱分析（DMA）

4、和熱重分析（TG）分析模塑料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，當(dāng)玉米秸稈纖維漿料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31％時(shí)，MUF樹脂模塑料的力學(xué)性能優(yōu)異，彎曲強(qiáng)度為60.41MPa、沖擊強(qiáng)度為1.81KJ/m2，模塑料的儲能模量較高，性能較優(yōu)；模塑料在68.8～114.3℃時(shí)失重率為0.5～2%，在246.0～345.2℃時(shí)失重率較高，達(dá)到26%，玉米秸稈纖維漿料用量對模塑料的熱穩(wěn)定性影響不明顯。
　　2.以麥稈纖維、造紙竹污泥、竹粉為增強(qiáng)材料，

5、通過堿、乙?；⑴悸?lián)劑 KH550、KH370處理，制備了 MUF樹脂模塑料。研究了經(jīng)不同方法處理的麥稈纖維對模塑料流動(dòng)性、模塑收縮率、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度的影響，比較造紙竹污泥-MUF樹脂模塑料和竹粉-MUF樹脂模塑料的性能差異。利用紅外光譜（FT-IR）和SEM分析麥稈纖維經(jīng)堿、乙?；幚砗蠼Y(jié)構(gòu)和表面性能，并采用SEM、DMA和TG分析表征纖維素和MUF樹脂的界面結(jié)合性能、模塑料的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，不同方法處理對麥稈纖

6、維-MUF樹脂模塑料的性能影響很大，以添加偶聯(lián)劑KH550的堿麥稈纖維模塑料其綜合性能最優(yōu)，流動(dòng)性能比未處理前提高了16％，模塑收縮率減小了47％，彎曲強(qiáng)度提高到87.63MPa，沖擊強(qiáng)度增大到1.98kJ/m2，動(dòng)態(tài)力學(xué)性能和耐熱性能均有明顯改善；竹粉-MUF樹脂模塑料比造紙竹污泥-MUF樹脂模塑料的性能優(yōu)異，沖擊強(qiáng)度為1.76kJ/m2、彎曲強(qiáng)度為78.79MPa、流動(dòng)性為140mm；且竹粉-MUF樹脂模塑料的界面相容性和動(dòng)態(tài)力學(xué)性

7、能也比造紙竹污泥-MUF樹脂模塑料的好；以玉米秸稈酶解副產(chǎn)物、麥稈、造紙竹污泥、竹粉為原料，制備的MUF樹脂模塑料的各項(xiàng)性能達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)GB13454－1992《氨基模塑料》中產(chǎn)品的要求，可用于部分日常生活用品、瓶蓋、機(jī)械零件模塑制件等產(chǎn)品。
　　3.選用聚乙二醇6000、聚乙烯蠟、磷酸三苯酯和對甲苯磺酰胺四種增塑劑，對脲醛（UF）樹脂模塑料進(jìn)行了改性，比較了四種增塑劑對UF樹脂模塑料流動(dòng)性能、力學(xué)性能的影響。四種增塑劑均能明顯

8、提高UF樹脂模塑料的流動(dòng)性能；聚乙二醇6000對UF樹脂模塑料的流動(dòng)性能和力學(xué)性能增強(qiáng)最為明顯，并增強(qiáng)了 UF樹脂模塑料的耐熱性能；模塑料每100份，聚乙二醇6000添加量為1.0～3.0份時(shí)，UF樹脂模塑料的綜合性能最優(yōu)，彎曲強(qiáng)度可提高6.0%，沖擊強(qiáng)度可提高14.9%，流動(dòng)性能可提高10.0%。
　　4.研究了氯化銨質(zhì)量分?jǐn)?shù)、檸檬酸三銨、氨基磺酸銨、氯化銨和氨基磺酸銨、氯化銨和鉀明礬5種固化劑對 UF樹脂模塑料流動(dòng)性能、模塑收