非木材植物纤维改性研究进展

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1、非木材植物纤维改性研究进展摘要:综述了非木材植物纤维化学改性技术的发展和现状。非木材植物包括麻类植物、禾草类植物和农林废弃物等，主要成分为纤维素、半纤维素、木质素。由于结构的特殊性，其用途受到了很大的限制，但经过改性后，这些丰富的可再生资源可用作化工原料。植物纤维改性前，通常需进行预处理，常用的方法有化学预处理、物理预处理和生物预处理3种。植物纤维改性途径主要有酯化和醚化，改性介质一般为水或有机溶剂。近年来，以离子液体为溶剂的改性方法成为了研究热点。改性非木材植物纤维用途广泛，可用于制造生物降解塑料、吸附剂、离子交换剂、分离膜等。关键词:非木材植物纤维；纤维素；预处理；

2、化学改性；研究进展Abstract:Theprogressinchemicalmodificationoffiberswasreviewed.Non-woodplantsincludebastfiberplants，grassesandagriculturalwastes，etc.Theprincipalcomponentsofthesekindsofplantswerecellulose，hemicelluloseandlignin.Duetotheirspecialstructure，theutilizationofnaturalnon-woodplantfiber

3、sisverylimited.Aftermodification，theseabundantrenewableresourcescanbeusedasrawmaterialsforchemicalindustries.Beforethechemicalmodificationofplantfibers，pretreatmentsareusuallyneeded.Chemicalmethods，physicalmethodsorbiologicalmethodsarethethreemaintypesofpretreatments.Themainwaysforchemic

4、almodificationofplantfibersareesterificationandetherification.Waterandorganicsolventsarecommonlyusedasmediaforchemicalmodification.Recently，greatattentionispaidtomodificationwithionicliquidsasreactionmedia.Chemicallymodifiednon-woodplantfibershavemanyuses，suchasproducingbiologicaldegrada

5、tionplastics，adsorbents，ionexchangers，membranesforseparation，etc.Keywords:non-woodplantfibers;cellulose;pretreatment;chemicalmodification;researchprogress引言天然植物纤维是地球上最丰富的可再生资源，它以各种形式广泛存在于自然界中。据统计，自然界中每年能生产约1.5×1012t的纤维素[1]，但其中有很大一部分未被利用，如常见的秸秆、甘蔗渣、木屑、锯末等农林废弃物。当前，石油、煤等石化能源的有限性迫使人们致力于各种新能源

6、的开发。其中，以植物纤维素这种巨大的可再生资源为原料提供人们所需的能源及其它化工产品，成为了世界上许多国家正在积极探索的重要课题。我国木材资源短缺，天然木材资源日益减少，但木材的市场需求量却与日俱增。发展非木材植物纤维代替木材为原料制备工业新产品是解决我国木材资源这种尖锐产需矛盾以及能源问题的有效办法。欧洲各国和日本的农业及化学科学家正在积极探索如何以农业废弃物等可再生资源为原料生产化工新产品[2]。美国能源部制订的以植物和农作物为基础的可再生资源利用规划中预计，到2020年以可再生植物资源为基础的化工产品将达10%，到2050年将达50%[3]。美国农业、林业、生命科

7、学和化学协会已经预见，农业废弃物等可再生资源将大规模用于生产工业新产品。从植物纤维中提取纯纤维素后使之功能化过程复杂，需消耗大量化学药品，操作时间长。将非木材植物纤维进行简单处理,直接实现功能化，不但能降低成本，还能减轻使用化学试剂对环境的污染，拥有广泛的应用前景。1、非木材植物纤维原料植物纤维素是最古老、最丰富的天然高分子之一，非木材植物纤维的主要来源有棉纤维、麻、禾草类植物和农林废弃物，是自然界取之不尽、用之不竭的可再生资源。棉花质地柔软、强度大，是植物纤维中最重要的纤维资源，其纤维素含量接近100%，是自然界中纯度最高的纤维素纤维。