纤维素基环氧树脂的制备及应用性能研究文献综述

 2022-01-16 06:01

全文总字数:14016字

纤维素基环氧树脂文献综述

1.纤维素

1.1纤维素概述

纤维素来自于木质纤维素,木质纤维素是多数农林废弃物以及非粮生物质中的主要组分,是地球上大部分陆地生物量的代表。木质纤维素中主要含有纤维素、半纤维素以及木质素这三种组分,三种组分的含量一般分别为30-50%、15-25%和15-30%。纤维素作为木质纤维素中最为重要的组分之一[1] ,纤维素是一种不溶于水的均一聚糖,由葡萄糖基通过beta;-1,4葡萄糖苷键连接起来的链状高分子聚合物。纤维素的分子结构图如图1所示[2],可以看出纤维素链中每个葡萄糖基环上有3个活泼羟基,1个伯羟基和2个仲羟基,因此,纤维素可以发生一系列与羟基有关的化学反应[3]。纤维素还可以作为热塑性和热固性聚合物的力学增强剂[4]。天然纤维比其他合成纤维(碳纤维,玻璃纤维等)具有许多优点,例如重量轻,成本低,易加工,优异的比强度和高比模量,尤其是它们的可再生性和可循环性。因此,天然纤维长期以来被认为是用于非结构复合材料的最佳选择[5,6]

2.纤维素的改性

纤维素是自然界来源丰富、生物相容性好的天然高分子材料,因此纤维素的利用已成为化学、化工和材料科学领域的研究热点[7] 。但其作为高分子材料直接使用存在可加工性不足的问题,通常需要进行改性来提高其可加工性,与其他材料的复合相容性等,目前的改性方法包括物理和化学改性。物理改性是指在不改变植物纤维整体属性的前提下改变纤维的表面性能和结构。目前常用的物理改性方法有蒸汽爆破处理、热处理和离子蚀刻处理等。化学改性是指利用改性剂与植物纤维表面的羟基反应来减少纤维表面的羟基数量,常用的改性方法有:醚化改性、酯化改性、液化改性等[8]

2.1纤维素的物理改性

2.1.1热处理

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