張明明(1.中國林業(yè)科學(xué)研究院，北京 100091;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所，江蘇 南京 210042)

近年來，隨著環(huán)境污染的日益加重，環(huán)境友好型材料越來越受到人們的關(guān)注與支持。在這個前提下，天然植物資源與傳統(tǒng)材料復(fù)合制備生物質(zhì)復(fù)合材料已成為新的研究熱點，這同時也是復(fù)合材料科學(xué)發(fā)展的必然趨勢，其應(yīng)用前景非常廣闊。木粉是自然界最豐富的可再生資源，它來源廣泛，價格低廉，對環(huán)境無污染，因此其開發(fā)應(yīng)用是生物質(zhì)材料領(lǐng)域研究的熱點之一。

本實驗對木粉進行酯化處理，得到乙?；痉?AWF)，AWF、傳統(tǒng)的塑料粒子及環(huán)保型增塑劑通過擠出、注塑的工藝制備復(fù)合材料。與傳統(tǒng)的木塑材料相比，以期在材料的疏水性和熱穩(wěn)定性及加工性能方面得到改善。利用生物質(zhì)制備綜合性能優(yōu)良、性價比高、對環(huán)境友好的高分子新材料提供新的途徑。論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:

首先對AWF的制備過程進行了研究。討論了活化溫度、活化時間、反應(yīng)時間、溫度及物料配比等因素對酯化反應(yīng)程度和產(chǎn)物性能的影響。研究得出的適宜工藝條件為:活化條件:冰醋酸/木粉=8/1，活化溫度40℃，活化時間2 h;酯化條件:醋酸酐/木粉=4/1，高氯酸/木粉=1/8，乙?；瘻囟?0℃，乙?；瘯r間2 h。采用紅外光譜(FT-IR)、X-射線衍射(XRD)、核磁共振碳譜(13C-NMR)、熱重分析(TG)等表征了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和性能，乙酰基引入，降低了纖維素的結(jié)晶度，材料的熱穩(wěn)定性得到提高;

通過雙螺桿擠出、注塑工藝制備AWF與低密度聚乙烯(LDPE)、聚乳酸(PLA)共混材料，采用吸水率測定、接觸角及表面能計算、熱重分析(TG)、動態(tài)力學(xué)熱分析(DMA)、掃描電鏡(SEM)等表征共混材料的力學(xué)性能、耐水性能、熱學(xué)性能和形態(tài)結(jié)構(gòu)。比較看出AWF共混材料相對WF的共混材料其具有更好的疏水性能，吸水率降低了接近80%，同時AWF共混材料的熱穩(wěn)定性在一定程度上得到了提高。力學(xué)性能測試表明AWF共混材料在加工過程中的黏度、扭矩等相對較小，說明其具有較好的加工特性。DMA顯示AWF共混材料具有較寬的玻璃轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間，說明材料的柔性相對較高。

研究了二醋酸甘油酯(GD)、三醋酸甘油酯(GT)、檸檬酸三乙酯(TEC)、檸檬酸三丁酯(TBC)四種環(huán)保型增塑劑對AWF/LDPE共混材料的改性。添加增塑劑后共混材料的加工性能都得到了不同程度的改善，加入增塑劑的比例超過20%時，材料的斷裂伸長率明顯得到提高，其中以二醋酸甘油酯在20%時添加量時力學(xué)性能相對最好;共混材料的熱學(xué)性能研究中，增塑劑的加入，擴寬了共混材料玻璃轉(zhuǎn)變溫度區(qū)間變寬，提高了材料的可塑性。同時對增塑劑的遷移研究中得出，檸檬酸三丁酯具有較好的穩(wěn)定性。

乙酰化木粉;酯化;環(huán)保型增塑劑;雙螺桿擠出;注塑