玉米秸秆木质素的水热解聚及其在环氧树脂改性中的应用的任务书.docx

玉米秸秆木质素的水热解聚及其在环氧树脂改性中的应用的任务书
任务书
一、选题背景
秸秆是农作物生长期间产生的剩余物质，废弃秸秆的大量堆放对环境造成了污染。而从秸秆中提取木质素，可以改变废弃秸秆的命运，同时木质素也是一种重要的生物质材料。因此，本课题将关注秸秆中的木质素，并研究其水热解聚的方法，以及其在环氧树脂改性中的应用，旨在通过对木质素的利用，减轻环境压力，同时寻求更广泛的应用前景。
二、研究内容
1.提取秸秆中的木质素：
以玉米秸秆为原料，采用碱法或酸法方法提取木质素，得到木质素纯度较高的提取物。
2.水热解聚：
将提取的木质素经过水热处理，通过缓慢加热、开放加热、氢气流动法等不同方法进行聚合反应，得到高分子木质素。
3.环氧树脂改性：将聚合得到的木质素加入到环氧树脂中，探究木质素在环氧树脂中的增韧、增强、耐热、耐水、耐化学腐蚀等方面的影响。
4.物理性能测试：
对改性后的环氧树脂进行物理性能测试，如强度、硬度、韧性、热稳定性等的测试。
三、研究方法
1.秸秆中的木质素提取：
采用酸法或碱法提取玉米秸秆中的木质素，提取的产物通过UV吸收光谱、红外光谱、NMR等手段进行表征。
2.水热解聚：
将提取得到的高纯度木质素进行水热处理，通过控制不同的反应条件，实现木质素的聚合反应。研究的重点在于控制聚合反应的条件，以及进行产物的表征分析。
3.环氧树脂改性：
将聚合得到的木质素添加到环氧树脂体系中，实现树脂的功能性改性。需要对添加量进行研究，以及不同环境下树脂的性能变化情况。
4.物理性能测试：
改性后的环氧树脂进行物理性能测试，对环氧树脂进行热重分析、拉伸测试、热稳定性测试，分析木质素改性对环氧树脂物理性能的影响。
四、研究意义
本研究将通过对秸秆中木质素的研究，探索水热解聚的方法，以及其在环氧树脂改性中的应用。本研究具有以下意义：
1.从资源利用的角度来讲，通过提取秸秆中的木质素，减轻环境负担，探索实现废弃物的再利用。
2.从功能性材料的角度来讲，将木质素添加到环氧树脂体系中，提高树脂的劣性，增加树脂的使用领域和性能，具有广阔的应用前景。
3.从技术创新的角度来讲，通过研究水热解聚的方法，探讨了一种不同于传统方法的木质素聚合方式，具有研究创新的意义。
五、研究进度
本研究预计完成时间为一年半，具体进度如下：
第一年：
1.秸秆中木质素的提取：6个月
2.水热解聚：3个月
3.环氧树脂改性：3个月
第二年：
1.物理性能测试：3个月
2.论文撰写和答辩：3个月
六、预期成果
本研究的预期成果包括以下方面：
1.本研究将对水热解聚的方法进行探讨，为木质素的聚合研究提供新思路，丰富聚合反应的方法体系。
2.本研究将探究木质素在环氧树脂改性中的应用，为环氧树脂的研究提供新领域，丰富环氧树脂的改性方法体系。
3.通过本研究，提高秸秆中木质素的利用效率，减轻环境负担，对于资源利用有着积极的意义。
4.本研究的成果可完整呈现于一篇学术论文中，同时本研究的成果还可以为相关产品和企业发展提供指导意义。