化学改性秸秆制备吸油材料的研究

【摘要】：本文以玉米秸秆为反应基材,进行预处理后分别以甲基丙烯酸十二酯和丙烯酸丁酯为接枝单体,采用接枝聚合的方法合成吸油材料。文中考察了物料配比、引发剂用量、交联剂用量、反应温度和反应时间等因素对合成的吸油材料吸油性能的影响。 采用微波辐射法对玉米秸秆进行预处理,考察了微波辐射功率、辐射时间、碱液浓度等因素对秸秆纤维素、综纤维素、木质素含量的影响,得到最佳预处理方案为：微波辐射功率为800W,碱的浓度为8%,微波辐射时间为5min,处理后秸秆的纤维素含量w=90.3%,综纤维素含量w=90.6%,木质素含量w=9.3%。 将经过预处理的秸秆与甲基丙烯酸十二酯进行接枝聚合反应。其最佳反应条件是：m(玉米秸秆)：m(甲基丙烯酸十二酯)=1：6,w(过硫酸钾)=0.8%,w(二甲基丙烯酸1,4-丁二醇酯)=0.8%,反应温度为70℃,反应时间为6h；在此条件下合成的吸油材料对甲苯和煤油的吸油倍率分别为5.95g.g-1,5.33g.g-1。 将处理过的秸秆与丙烯酸丁酯进行接枝聚合反应。其最佳反应条件是：m(秸秆)：m(丙烯酸丁酯)=1：1,w(引发剂)=0.6%,w(交联剂)=0.2%,反应温度为75℃,反应时间为6h；合成的吸油材料对甲苯和煤油的吸油倍率分别为5.82g.g-1,3.85g.g-1。 【关键词】：吸油材料 玉米秸秆 丙烯酸烷基酯 接枝聚合
【学位授予单位】：大连工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TQ316.343
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-9
• 前言9-10
• 第一章 文献综述10-21
• 1.1 高吸油树脂的研究进展10-13
• 1.1.1 概述10-11
• 1.1.2 高吸油树脂的分类11
• 1.1.3 高吸油树脂的结构11-12
• 1.1.4 吸油机理12
• 1.1.5 吸油动力学12-13
• 1.1.6 高吸油树脂的应用和发展前景13
• 1.2 纤维素接枝共聚反应13-15
• 1.2.1 反应机理13-14
• 1.2.1.1 游离基引发接枝共聚反应13-14
• 1.2.1.2 离子型接枝共聚反应14
• 1.2.2 接枝共聚反应引发剂体系的选择14-15
• 1.2.2.1 偶氮类引发剂14-15
• 1.2.2.2 有机过氧类引发剂15
• 1.2.2.3 无机过氧类引发剂15
• 1.3 纤维素类改性吸油树脂的制备15-17
• 1.3.1 以棉浆柏为基材接枝单体制备吸油材料16
• 1.3.2 以棉短绒为基材接枝单体制备吸油材料16
• 1.3.3 以甘蔗渣为基材接枝单体制备吸油材料16
• 1.3.4 以木浆为基材接枝单体制备吸油材料16
• 1.3.5 以滤纸纤维素与乙酸酐反应制备吸油材料16-17
• 1.3.6 性能优势17
• 1.4 秸秆改性及应用17-19
• 1.4.1 植物秸秆的化学成分17-18
• 1.4.2 纤维素的化学结构18
• 1.4.3 功能纤维素的制备及应用18-19
• 1.4.3.1 物理方法18
• 1.4.3.2 化学方法—接枝共聚18-19
• 1.4.3.3 化学方法—交联19
• 1.5 高吸油树脂的回收再生利用19-20
• 1.6 本文研究目的及内容20-21
• 第二章 实验部分21-28
• 2.1 实验试剂及仪器21-22
• 2.1.1 实验试剂21
• 2.1.2 实验仪器及设备21-22
• 2.2 实验方法22-28
• 2.2.1 玉米秸秆的预处理22
• 2.2.2 玉米秸秆成分的检测22-25
• 2.2.2.1 水分含量测定22-23
• 2.2.2.2 灰分含量测定23
• 2.2.2.3 综纤维素含量测定23-24
• 2.2.2.4 纤维素含量测定24-25
• 2.2.2.5 木质素含量测定25
• 2.2.3 高吸油材料的制备25-26
• 2.2.3.1 单体中阻聚剂的去除25-26
• 2.2.3.2 微波预处理秸秆的方法26
• 2.2.4 吸油材料的合成方法26
• 2.2.5 产品的性能测试26-28
• 2.2.5.1 吸油率的测定26
• 2.2.5.2 保油率的测定26-27
• 2.2.5.3 接枝率及接枝效率的测定27-28
• 第三章 实验结果与讨论28-46
• 3.1 玉米秸秆预处理的研究28-29
• 3.1.1 玉米秸秆成分28
• 3.1.2 微波反应功率对秸秆成分的影响28
• 3.1.3 微波处理时间对秸秆成分的影响28-29
• 3.1.4 碱液浓度对玉米秸秆成分的影响29
• 3.2 改性秸秆接枝甲基丙烯酸十二酯29-36
• 3.2.1 玉米秸秆与单体配比对产品吸油率以及接枝效率的影响29-31
• 3.2.2 引发剂用量对吸油材料吸油率以及接枝效率的影响31-33
• 3.2.3 反应温度对吸油材料吸油率以及接枝效率的影响33-34
• 3.2.4 交联剂种类与用量对吸油材料吸油率的影响34-36
• 3.3 秸秆接枝丙烯酸丁酯制备吸油材料36-41
• 3.3.1 单体配比对产品吸油率以及接枝效率的影响36-37
• 3.3.2 引发剂用量对产品吸油率以及接枝效率的影响37-39
• 3.3.3 反应温度对树脂接枝率以及吸油率的影响39-40
• 3.3.4 交联剂用量对树脂吸油率的影响40-41
• 3.4 吸油材料的表征41-43
• 3.4.1 吸油材料的红外光谱图分析41-42
• 3.4.2 SEM表征结果42-43
• 3.5 产品性能的测定43-46
• 3.5.1 产品的吸油速率的测定43-44
• 3.5.2 产品对不同油品吸油率的测定44-45
• 3.5.3 产品的保油率45-46
• 结论46-47
• 参考文献47-49
• 致谢49

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