麦草微晶纤维素的制备及应用

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1、分类号：O64单位代码：10183研究生学号：2015332161密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）麦草微晶纤维素的制备及应用PreparationandUtilizationofMicrocrystallineCellulosefromWheatStraw作者姓名：咸晓晶专业：物理化学研究方向：生物质资源利用与工程指导教师：田玉美教授培养单位：化学学院2018年6月麦草微晶纤维素的制备及应用PreparationandUtilizationofMicrocrystallineCellulosefromW

2、heatStraw作者姓名：咸晓晶专业名称：物理化学指导教师：田玉美教授学位类别：理学硕士答辩日期：2018年5月26日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何

3、其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用

4、，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：物理化学论文题目：麦草微晶纤维素的制备及应用作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学化学学院（130012）作者联系电话：0431-85155358摘要麦草微晶纤维素的制备及应用聚合物材料在日常生活和工业等领域都发挥了重要的作用，随着环境污染的加剧，寻找可再生的、可生物降解的聚合物材料来代替石油基产品是十分必要的。聚乳酸（PLA）是一种多用途的聚合物，由可再生农业原料制成，具有可生物降解性、可回收性、透明性和易加工性等性能，主要用于

5、食品包装、一次性杯子等。但它也存在性脆、抗冲击性差、对热不稳定、价格贵等缺点，限制了其进一步发展和应用。聚乙烯（PE）也是很常用的一种高分子材料，广泛应用在薄膜领域，它也存在耐热性差、不耐光氧化和不易降解等缺点。可向它们中加入一些价廉质优的物质来改善它们某些方面的缺陷，其中最吸引人的天然填料——纤维素。天然纤维增强聚合物复合材料的优势在于它的低成本和高性能。中国是一个农业大国，每年都产生大量农作物秸秆，其中21%是麦草秸秆，秸秆中含有大量的纤维素成分。把纤维素或者其衍生物加入到聚乳酸和聚乙烯中，以改善PLA的力学

6、性能和聚乙烯的降解性能等。这样可以得到更好的聚合物产品，同时也使农业废弃物得到利用。主要研究成果如下。1.微晶纤维素(MCC)的制备。选用的原料为麦草纤维素，采用的方法为稀酸水解。最后选用最合适的实验条件（反应温度140°C，硫酸浓度2%，反应时间3h，固液比为1：10）进行SEM、XRD、FT-IR等测试。通过SEM分析得到了小块状的微晶纤维素（MCC），表明很好的把纤维素中的非结晶区去除；通过对XRD图结晶度的计算，得到了较高的结晶度值为67.33%的微晶纤维素；通过FT-IR分析得到MCC与纤维素具有相同的

7、结构。此条件下糖酸液中的糖含量为33.20%。通过热重分析，说明高温时MCC含有更多的阻燃性的I型结晶纤维素。2.微晶纤维素与聚乳酸的复合。通过添加不同量的微晶纤维素（2wt%，4wt%，6wt%，8wt%）与聚乳酸复合，最后发现添加4wt%微晶纤维素的聚乳酸复合材料拉伸性能最好，其拉伸强度值为73.01MPa，与PLA相比，此值增加了8.40%，弹性模量增加了2.62%。不同添加量的微晶纤维素的复合物在弯曲模量（除PLA-8）和弯曲强度上也有较好的提高。XRD和DSC分析表明，添加MCC使得PLA/MCC复合物

8、的结晶度也得到了提高。3.微晶纤维素与聚乙烯的复合。通过添加不同量的微晶纤维素（2wt%，4Iwt%，6wt%，8wt%）与聚乙烯复合。最后通过FT-IR发现两者主要是物理复合；通过XRD图发现，添加微晶纤维素对聚乙烯的结晶性能有很明显的改变；拉伸性能的测试表明添加微晶纤维素的复合物拉伸强度有一些下降，但还是有很好的拉伸强度。关键词：麦草纤维素，微晶纤维素，聚乳酸，聚乙烯