麥草無污染分解制備微晶纖維素工藝研究.pdf

1、麥草是豐富的可再生生物質(zhì)資源,其蘊含著豐富的纖維素、半纖維素和木素,但尚未獲得合理的高值化利用,或者在利用過程中存在一些亟待解決的環(huán)境問題。麥草高值化利用就是將纖維素、木素和半纖維素從秸稈中分離出來,分別加以利用或轉(zhuǎn)化為其它產(chǎn)品加以利用,并且在分離和利用過程中無/低污染。
　　 微晶纖維素是高流動性的聚合物,它是天然纖維素經(jīng)稀酸水解并經(jīng)一系列處理后得到的極限聚合度的產(chǎn)物。在醫(yī)藥、食品、輕工、化工、日用化學(xué)品等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用

2、,成為一種新興的纖維素功能材料。目前,國內(nèi)微晶纖維素主要以棉漿、木漿為原料,成本較高,而以稻草、甘蔗渣等為原料制備微晶纖維素工藝還有待進一步研究。麥草來源廣泛,成本低廉,為開發(fā)麥草微晶纖維素的工業(yè)化應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。
　　 本論文探討了麥草微晶纖維素?zé)o/低污染制備工藝,通過研究乙酸催化乙醇法預(yù)處理麥草工藝、麥草粗纖維素精制工藝、稀鹽酸水解制備微晶纖維素工藝以及對最終產(chǎn)品的質(zhì)量檢測和性能指標(biāo)的分析,確定出最佳的工藝路線和工藝參數(shù)。

3、
　　 首先對乙酸催化乙醇法預(yù)處理麥草工藝進行研究,探討了乙酸添加量對麥草粗纖維素得率、卡伯值、結(jié)晶度和a-纖維素含量的影響。結(jié)果表明,添加乙酸可以促進半纖維素降解和木素脫除,可以提高分離纖維素的純度。當(dāng)乙酸添加量為2％時,粗纖維素的結(jié)晶度最高,且在此條件下,粗纖維素得率和a-纖維素含量均較高,而卡伯值低。
　　 其次對麥草粗纖維素精制工藝進行優(yōu)化,研究了OZPP精制工藝對纖維素得率、高錳酸鉀值、聚合度、a-纖維素含量和

4、白度的影響。研究表明,臭氧精制段對粗纖維素處理效果良好,當(dāng)臭氧用量達(dá)到2.4％時,可以使粗纖維素較高的高錳酸鉀值由18.2降低到2.0,同時白度由26.4％增加到64.0％。綜合考慮精制效果,當(dāng)臭氧用量為1.2％左右,臭氧流量為1.01/min時,臭氧精制效果最佳。H2O2精制作為補充精制段,單因素實驗表明,在漿濃度12％,檸檬酸三鈉用量1.0％情況下,一段最佳精制工藝條件為H2O2用量3％,NaOH用量1.8％,精制溫度70℃,精制時

5、間120min。二段精制后纖維素高錳酸鉀值2.0,白度84％ISO,聚合度為626。
　　 最后對微晶纖維素的水解制備工藝進行了研究,采用正交實驗的方法探討了HCI濃度、液比、水解時間和水解溫度對微晶纖維素得率、結(jié)晶度、聚合度和a-纖維素含量的影響。研究表明:精制麥草纖維素水解制備微晶纖維素的最佳工藝條件為:液比1:15,水解溫度70℃,水解時間90 min,水解液濃度8％。還對麥草微晶纖維素的除硅工藝進行初探,當(dāng)NaOH用量達(dá)