论文部分内容阅读
油菜作为我国第五大经济作物，其秸秆是天然植物纤维生物质。油菜秸秆的大量积累与低效处置，造成了可再生生物质资源的浪费。为了高效地利用农作物秸秆，本课题对油菜秸秆纤维生物质制各活性炭以及其在纸浆模塑产品的应用进行了研究。 本研究首先对甘蓝型油菜的秸秆进行纤维形态观察与化学成分分析，并与其他植物纤维成分进行比较;研究油菜秸秆的热重分析曲线;定位由油菜秸秆制备的活性炭品种;最后研究了油菜秸秆在纸浆模塑中具体应用时相关参数，如测定油菜秸秆与化学浆不同配比下产品得率以及助剂添加到油菜秸秆浆液后所得纸塑制品的性能改变情况和整形工艺对产品性能的改变等。 本研究取得以下主要结论: (1)对油菜秸秆纤维的形态进行观察及秸秆的成分进行分析，纤维形态特点:油菜秸秆纤维较短，长宽比较大，浆液细腻均匀，除了纤维细胞外，还有较多的石细胞、螺纹状分子等;油菜秸秆水分13.97％，灰分8.85％，冷水抽出物4.98％，热水抽出物14.38％，1％氢氧化钠抽出物33.5％，苯-醇抽出物1.86％，克拉森木素19.82％，综纤维素65.68％，戌聚糖19.66％，与其他作物相比灰分和抽出物含量较高。 (2)对油菜秸秆葡萄糖的测定显示，油菜秸秆中葡萄糖的含量3.89％，为油菜秸秆生产单糖开发提供了依据，同时，高糖含量的油菜秸秆会成为秸秆共生菌的营养物质。 (3)对油菜秸秆的热重曲线进行分析，油菜秸秆聚合物裂解的温度为207～306℃，炭化的温度在306～469℃。这一结果为利用油菜秸秆制备活性炭提供了依据，为其作为防火原料提供了参考。 (4)对油菜秸秆制成的活性炭进行分析，与市售的活性炭吸附性能相似，适合作为吸附剂使用，但是活性炭得率不高。通过SEM电镜扫描观察，炭表面中孔居多，是良好的中孔活性炭。比表面积大1325 m2/g，总孔容积为1.46 cm3/g是一种很好的吸附活性炭。 (5)对油菜秸秆纤维碳化前后进行了电镜观察比较，发现油菜秸秆呈扁形管状，纤维的表面存在很深的沟壑与间隙。因此，在制成浆液时能够更好地与助剂结合，增强了产品的抗拉力、戳穿度等，并能够更多的吸附染色剂，产品染色比较均匀。 (6)在纸浆模塑工艺中，油菜秸秆通过机械制浆后与黄纸板混合制浆时，控制秸秆质量分数在60％以下制作手抄片的得率较高，当油菜秸秆占据的质量分数为30％时，手抄片的得率最大。与竹板浆混合制浆时，油菜秸秆机械浆质量分数30％以内，产品得率随之缓慢增加，且30％时最高。在纸塑产品工艺中助剂的使用，不仅能够改善产品的性能，而且增强产品的美观以及手感。 (7)整形是纸浆模塑工艺的重要工序，虽然对产品的物理性能改变的不大，较小的增强了产品的机械性能，如拉力强度和边压强度等，但却是生产环节不可忽略的一步。整形会让产品美观，提高档次，吸引消费者的目光。对于承重能力，使用周期等方面，纸塑产品相对劣于传统包装产品，所以改善纸浆模塑产品的性能不能缺少。 总而言之，作为大宗农业废弃物，油菜秸秆具备生物质资源化利用潜力，本论文基于油菜秸秆的特性分析，为油菜秸秆在活性炭开发、纸浆模塑产品中的利用提供了依据。