吸油疏水型纤维增强淀粉基泡沫材料的研究

蔡雪; 张煜昊; 殷学风; 王瑞晨; 蔺家成; 林涛

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吸油疏水型纤维增强淀粉基泡沫材料的研究

Study on Oil-absorbing Hydrophobic Fiber Reinforced Starch-Based Absorbent Materials

收稿日期：2021-06-04

DOI：10.11980/j.issn.0254-508X.2021.12.007

关键词: 玉米淀粉疏水改性泡沫材料针叶木纤维吸附

Key Words:corn starch hydrophobic modification foam material coniferous wood fiber adsorption

基金项目:陕西省咸阳市科学技术研究计划项目（2017k02-25）；大学生创新创业训练计划项目（S202110708107X）。

作者	单位	邮编
蔡雪	陕西科技大学轻工科学与工程学院，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，中国轻工业纸基功能材料重点实验室，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021	710021
张煜昊	陕西科技大学轻工科学与工程学院，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，中国轻工业纸基功能材料重点实验室，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021	710021
殷学风	陕西科技大学轻工科学与工程学院，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，中国轻工业纸基功能材料重点实验室，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021	710021
王瑞晨	陕西科技大学轻工科学与工程学院，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，中国轻工业纸基功能材料重点实验室，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021	710021
蔺家成	陕西科技大学轻工科学与工程学院，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，中国轻工业纸基功能材料重点实验室，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021	710021
林涛^*	陕西科技大学轻工科学与工程学院，陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室，中国轻工业纸基功能材料重点实验室，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，轻化工程国家级实验教学示范中心，陕西西安，710021	710021

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摘要:采用玉米淀粉为原料，预处理后的针叶木纤维为增强体，制备了纤维增强型淀粉基泡沫材料。结果表明，在添加少量针叶木纤维后，淀粉基泡沫材料的力学性能及孔隙结构得到极大改善。当淀粉添加量4.5%，针叶木纤维添加量1.5%时，材料的压缩强度最大，达4.66 MPa，孔隙率为88%，密度为0.13 g/cm³。通过吸附表征发现，该材料主要以吸附水为主。通过酯化反应对玉米淀粉进行疏水改性，并以预处理后的针叶木纤维为增强体，制备了疏水改性的纤维增强型淀粉基泡沫材料。当盐酸用量相同，硬脂酸用量为6 g时，材料拉伸强度最大，达0.25 MPa；硬脂酸用量为4 g时，材料抗压强度最大，达4.76 MPa。疏水改性后材料的力学性能和疏水性能相对于未改性前均有所提高，同时也提高了其吸附的油水比，使材料具有一定的亲油性。

Abstract:In this study， fiber reinforced starch-based foam materials were prepared with corn starch as raw material and pretreated softwood fibers as reinforcement. The results showed that the mechanical properties and pore structure of starch-based foam materials were greatly improved after adding a small amount of softwood fibers. When the starch content was 4.5% and the softwood fibers content was 1.5%， the compressive strength of the material reached the maximum of 4.66 MPa. At this time， the porosity of the material was 88% and the density was 0.13 g/cm³. The adsorption results showed that the starch-based foam materials mainly absorbed water. Then， the corn starch was hydrophobic modified by esterification， and the fiber reinforced starch-based foam materials with hydrophobic modification were prepared with softwood fibers as reinforcement. When the dosage of hydrochloric acid was same， the dosage of stearic acid was 6 g， the tensile strength reached the maximum of 0.25 MPa. When the dosage of stearic acid was 4 g， the compressive strength reached the maximum of 4.76 MPa. Thus， compared to the materials before modification， both the mechanical properties and hydrophobicity of hydrophobic modified materials were improved. The oil-water ratio of adsorption was also improved， so that the materials had a certain lipophilicity.

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