桐马酸酐甲酯接枝改性杨木粉的制备及其表征.doc

桐马酸酐甲酯接枝改性杨木粉的制备及其表征
陈 健，孔振武* ，焦 健，房桂干，吴
( 中国林业科学研究院 林产化学工业研究所; 生物质化学利用国家工程实验室; 国家林业局 林产化学工程重点开放性实验室; 江苏省然植物纤维因具有来源丰富、价格低廉、可再生、可降解等优点，越来越受到复合材料研究界的关
注［1－2］。天然植物纤维主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，大分子链之间及其内部的氢键作用，使 植物纤维表现出较强的极性和亲水性［3－4］，与非极性树脂间的界面润湿性、界面黏合性极差［5－6］。采用 物理和化学方法对植物纤维进行表面改性处理，可有效降低植物纤维的表面极性，提高与非极性基体树 脂的相容性［7－13］。 本研究以桐酸甲酯与马来酸酐经 Diels － Alder 加成反应制得的桐马酸酐甲酯 ( MEMA) 改性杨木粉，因 MEMA 分子结构中含有酐基及烷基长链，可有效降低杨木粉的表面极性，提高 疏水性，同时利用 MEMA 烷基长链与环氧树脂基体产生缠绕以及酐基与羟基开环反应后形成的活性羧
收稿日期:2011 － 04 － 21
基金项目:国家林业局“948 ”技术引进项目( 2008 － 4 － 77 )
作者简介:陈 健( 1980 － ) ，男，江苏江都人，助理研究员，主要从事天然资源化学利用及环氧树脂高分子材料研究
* 通讯作者:孔振武，研究员，博士，博士生导师，主要从事天然资源化学利用及聚合物高分子材料研究;
E-mail: kongzhenwu@ yahoo． com． cn。
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林 产 化 学 与 工 业
第 31 卷
基参与到固化交联反应中，使改性纤维表面与基体树脂产生强的物理与化学键合，从而提高改性纤维与
环氧树脂基体的相容性，增强复合材料的性能［14－21］。
实验部分
1
1． 1 主要原料及仪器
杨木粉( PWP，苏北杨木枝桠材) ，自制; 桐马酸酐甲酯( MEMA) ，中国林科院林化所南京科技开发总公 司生产，工业级; N，N－二甲基甲酰胺( DMF) 、吡啶、丙酮、甲苯及无水乙醇，均为分析纯。MAGNA550 型傅 立叶红外光谱仪，美国 Nicolet 公司; PE2400 － II 型元素分析仪，美国 Perkin － Elmer 公司; AVANCE Ⅲ型
400MHz 宽腔固体核磁共振谱仪，瑞士 Bruker 公司; S3400－Ⅰ型扫描电子显微镜，日本 Hitachi 公司。
实验方法
1． 2
1． 2． 1 杨木粉的制备及组成分析 苏北杨木枝桠材经旋切机切割成小木片，然后用粉碎机粉碎为火柴
杆大小木棒，再用微型植物粉碎机粉碎。将粉碎的杨木粉过筛、分级。分别按国家标准 GB / T 2677． 2 －
1993、GB / T 742 － 2008、GB / T 2677． 6 － 1994、GB / T 2677． 10 － 1995、GB / T 744 － 2004、GB / T 10337 －
2008 测定杨木粉的水分、灰分、苯醇抽提物、水抽提物、1 % 氢氧化钠抽提物、木质素、综纤维素、α－ 纤 维素及半纤维素等含量。
杨木粉的预处理 准确称取杨木粉约 20 g( 精确到 0．