毕业论文手册【卜新银】(定稿)

本科毕业论文（设计）手册(2011届)题目：有机玻璃/竹纤维复合材料的研究院系：化学系专业：化学学号：20707012001姓名：卜新银指导教师：王溪溪职称：副教授成绩：黄山学院教务处制1学位论文原创性声明兹呈交的学位论文，是本人在指导老师指导下独立完成的研究成果。本人在论文写作中参考的其他个人或集体的研究成果，均在文中以明确方式标明。本人依法享有和承担由此论文而产生的权利和责任。声明人（签名）：年月日2目录（一）本科毕业论文(设计)任务书…………………………………3（二）本科毕业论文(设计)开题报告………………………………4（三）本科毕业论文(设计)指导记录…………………………7（四）本科毕业论文(设计)中期检查表………………………9（五）本科毕业论文(设计)答辩资格审查表…………………10（六）本科毕业论文(设计)答辩记录…………………………11（七）本科毕业论文(设计)成绩评定书…………………………123黄山学院本科毕业论文(设计)任务书题目有机玻璃/竹纤维复合材料的研究一、课题的内容和任务要求课题内容：1.竹纤维的制备；2.研究竹纤维在水浴条件下的接枝率随引发剂浓度、反应温度、介质酸度、反应时间、接枝单体浓度等因素变化的规律，得到接枝产率最高的条件；3.利用接枝共聚的竹纤维进行制膜，将研究转化为实际利用。任务要求：1.完成实验内容；2.探索出最高接枝率所需要的最佳条件；3.利用接枝共聚的竹纤维进行制膜；4.完成论文内容，能充分体现实验过程和结论。二、进度安排（起止时间：2008年11月6日～2010年12月8日）2008年11月6日～2009年6月26日相关文献的查阅及制备方案确定2009年6月27日～2009年7月17日竹纤维的制备2009年7月18日～2009年8月12日甲基丙烯酸甲酯的制备及接枝反应2009年8月13日～2010年3月11日接枝反应影响条件的讨论及制模2010年3月12日～2010年12月8日撰写论文三、主要参考资料[1]孙金余,王溪溪,黄飞,徐磊.竹纤维苯甲基化的改性研究[J].长江大学学报,2006(4):46-48[2]刘燕平,吴济宏,陈小燕.丙烯酸甲脂与竹原纤维的接枝共聚及表征[J].研究与技术,2007(10):24-27[3]李正红,黄祖泰,繆宗华,谢大勇,苏庆列.竹塑复合材料地板基材模压成型工艺参数优选[J].林业机械与木材设备,2006(2):10-12[4]陈哲,刘德桃,赵仁杰.废旧塑料原料与竹加工剩余物制作竹塑复合板的实验研究[J].人造板通讯,2004(8):11-14[5]曾均河,刘晓洪,熊志洪.麻纤维化学接枝改性的研究[J].武汉科技学院学报,2007(5):69-72[6]程博闻,郭秉臣,孟庆菊,焦晓宁,朱会芬,严丰琴,杨海燕.罗布麻纤维接枝共聚改性的研究[J].天津纺织工学院学报,2000(4):8-11[7]胡波,钟力生,张跃,王薇等.一种制备纯有机玻璃的新工艺研究[J].塑料工业,2006(3):27-29学生签名：指导教师签名：院系领导签名：4黄山学院本科毕业论文(设计)开题报告题目有机玻璃/竹纤维复合材料的研究题目性质■实验研究□技术开发□工程设计□应用型□调查型□其它一、选题依据和目标（该研究的目的、意义、国内外研究现状及发展趋势）我国是世界上主要产竹国家，竹林面积约为400万hm2，约占全世界的2.8%，每年可砍伐毛竹5亿株，各类杂竹300多吨，相当于100余万m3木材。竹子是一种和木材有很多相似之处但又有所区别的特殊材料。它与木材的主要化学组成都是纤维素和木质素，但竹子壁薄中空，直径较小，尖削度大，结构不均匀，内含有淀粉、蛋白质等营养物质，故易产生虫蛀、霉变等缺陷。因而不能像传统木材那样加工利用，为此，黄山地区乃至全国的竹材利用长期以来停留在原竹利用和编织工艺品、生活用品等初级阶段，未能像木材那样经过各种物理化学的加工，进行大规模的工业化生产利用。近二十年来，主要开发了公路、铁路用的竹胶合板，混凝土模板的竹胶板，船用竹胶合板，集装箱用竹胶合板和一些传统的竹制家具，生活和装饰的工艺品。近几年，通过改变竹纤维表面特征来增加竹材利用价值的研究越来越受关注。张庐陵、蒋天弟等人对竹屑粉酚醛树脂复合材料及其力学性能的研究，汪克来、蔡健等人对竹纤维增强塑料材料性能的研究，以及刘燕平等人对丙烯酸甲脂与竹原纤维的接枝共聚及表征的研究，李正红、黄祖泰等人对竹纤维增强聚酰胺树脂复合材料增强机理研究，等等。甲基丙烯酸甲酯与竹子是否能够很好的复合，主要是要对竹子进行表面处理，因为竹子的成份是非常复杂的，且其吸水性很强，竹子中糖份又多。如何使竹子中水份、糖份除去，这是关键。水份多，影响己内酞胺开环，糖份多影响竹子表面结合能力。竹子表面处理方法，在国内通常是采用碱洗、中和水洗法、石灰水浸泡法等等。我们使用碱洗法进行处理。通常所说的有机玻璃（也称亚克力或压克力），其主要的成分为聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）,是丙烯酸树脂的一种，由于它具有很多优良的性能，如化学稳定性好，加工性、耐候性、电绝缘性优良光学性能优异，透光率比普通无机玻璃高10%以上，且质轻等等，被广泛用于农业、航空、建筑、光学仪器、交通车辆、灯具装饰等领域，但普通有机玻璃具有韧性差、耐热性差（维卡软化点116℃）、耐磨性和耐有机溶剂性差、吸水率较高等缺点，因此，要对此进行改性。美国、德国和日本早在80年代就开始研究对其改进，我国的生产单位和科研机构虽然起步较晚，但也在不断尝试新的改性途径，以进一步扩大有机玻璃的应用范围，本研究采用了竹纤维和甲基丙烯酸甲酯二元共聚的方法，得到一系列新型高分子材料。由于竹材表面大量极性官能团的存在，在复合材料的复合过程中，亲水性的竹材与憎水性的甲基丙烯酸甲酯材料之间存在着较高的界面能差，两种材料很难达到表面相互融合。竹纤维是强极性的，亲水性强，而甲基丙烯酸甲酯是非极性的、疏水性强，因此，竹纤维和甲基丙烯酸甲酯间的相容性差，界面粘结力很小，这会导致塑复合材料机械性能差。此外，竹材表面之间的氢键作用也使竹纤维在热塑性材料中不能均匀分散，从而影响了复合材料的复合性能。为了提高竹纤维与甲基丙烯酸甲酯的相5容性和复合材料的综合性能，可用高锰酸钾和硫酸作引发剂，改变其表面结构，增加甲基丙烯酸甲酯的极性，提高其表面湿润性，改善其接枝性能。复合材料由增强物和基体组成，增强物起着承受载荷的主要作用，其几何形式有长纤维、短纤维和颗粒状物等多种基体起着粘结、支持、保护增强物和传递应力的作用，常采用橡胶、石墨、树脂、金属和陶瓷等物。近代复合材料最重要的有两类，一类是纤维增强复合材料，主要是纤维铺层复合材料，如玻璃钢。另一类是粒子增强复合材料，如建筑工程中广泛应用的混凝上。纤维增强复合材料是一种高功能材料，它在力学性能、物理性能和化学性能等方面都明显优于单一材料。随着环境友好材料成为高分子材料领域中的一个新的研究方向，天然纤维扮演着越来越重要的角色，高性能天然纤维及其复合材料的研究、开发与应用已成为全球研究热点。尤其是棉麻类纤维与烯类单体接枝共聚反应的研究近年来更是受到了广泛的关注。竹纤维进行接枝聚合反应可以得到一系列新型高分子材料，如吸油、吸水材料和离子交换材料等，但是在接枝聚合反应过程中，会产生大量均聚物，限制了该法的工业应用。高锰酸钾在酸性条件下作为引发剂进行接枝共聚反应，可以有效的抑制均聚物的产生。本文以高锰酸钾和硫酸为引发体系，讨论了竹纤维与甲基丙烯酸甲酯单体接枝聚合反应。二、课题关键问题及难点研究竹纤维在水浴条件下的接枝率随引发剂浓度、反应温度、介质酸度、反应时间、接枝单体浓度等因素变化的规律，得到接枝产率最高的条件。并且利用接枝共聚的竹纤维进行制膜，将研究转化为实际利用。三、研究方案1.拟采取的研究方法或试验方法及主要技术路线水浴条件下用正交实验法和单因素分析法对影响竹纤维接枝率的引发剂浓度、反应温度、介质酸度、反应时间、接枝单体浓度进行逐一研究，并找到竹纤维接枝率的最佳反应条件；利用接枝后的竹纤维制备复合材料。2.研究进度安排2008年11月6日～2009年6月26日相关文献的查阅及制备方案确定2009年6月27日～2009年7月17日竹纤维的制备2009年7月18日～2009年8月12日甲基丙烯酸甲酯的制备及接枝反应2009年8月13日～2010年3月11日接枝反应影响条件的讨论及制模2010年3月12日～2010年12月8日撰写论文加热搅拌蒸馏接枝后竹纤维甲基丙烯酸甲酯MMA引发剂聚合干燥产品6四、参考文献[1]孙金余,王溪溪,黄飞，徐磊.竹纤维苯甲基化的改性研究[J].长江大学学报,2006(4):46-48[2]张庐陵,蒋天弟,郑建鸿.竹屑粉酚醛树脂复合材料及其力学性能[J].南京林业大学学报,2006(1):95-97[3]汪克来,蔡健.竹纤维增强塑料材料性能[J].安徽建筑工业学报,2005(2):78-80[4]刘燕平,吴济宏,陈小燕.丙烯酸甲脂与竹原纤维的接枝共聚及表征[J].研究与技术,2007(10):24-27[5]李正红,黄祖泰,繆宗华,谢大勇,苏庆列.竹塑复合材料地板基材模压成型工艺参数优选[J].林业机械与木材设备,2006(2):10-12[6]李志科,胡玉杰,于杰,罗筑,李海燕,张天水.有机玻璃增韧改性研究[J].贵州工业大学学报[J],2006(3):74-77[7]陈哲,刘德桃,赵仁杰.废旧塑料原料与竹加工剩余物制作竹塑复合板的实验研究[J].人造板通讯,2004(8):11-14[8]曹勇,合田公一,陈鹤梅.绿色复合材料研究进展[J].材料研究学报,2007(2):119-125[9]曾均河,刘晓洪,熊志洪.麻纤维化学接枝改性的研究[J].武汉科技学院学报,2007(5):69-72[10]杨忠,杜官本，黄林荣，张华.微波等离子体处理木材表面接脂甲基丙烯酸甲脂的XPS分析[J].林产化学与工艺,2003(3):28-32[11]李正红,陈礼辉,黄祖泰,詹怀宇.竹纤维增强聚酰胺树脂复合材料增强机理研究[J].中国造纸学报,2005(2):19-22[12]杜官本,杨忠,黄林荣,张玉萍.微波等离子体处理木材表面接枝甲基丙烯酸甲酯的研究[J].林产化学与工业,2003(1):25-29[13]程博闻,郭秉臣,孟庆菊,焦晓宁,朱会芬,严丰琴,杨海燕.罗布麻纤维接枝共聚改性的研究[J].天津纺织工学院学报,2000(4):8-11[14]胡波,钟力生,张跃,王薇等.一种制备纯有机玻璃的新工艺研究[J].塑料工业,2006(3):27-29[15]尹秀玲.浇铸型有机玻璃增韧改性研究[J].化学工程师,2007(1):57-59[16]邓静.手工配制彩色有机玻璃新技术[J].中小企业科技,2006(1):46[17]杨庆昀.正交实验——纤维素水解最佳实验条件探讨[J].河北理科教学研究,2008(3):34-35[18]陈涛,曾庆轩,冯长根.共辐射引发聚丙烯纤维接枝苯乙烯-二乙烯苯的中试研究[J].化工进展,2007(8):1116-1119[19]曹雪琴.微波法对真丝纤维的接枝改性研究[J].印染助剂,2005(12):9-11[20]宋艳,魏德卿.KPS-SHS引发丝胶与甲基丙烯酸甲酯接枝共聚的研究[J].江苏工业学院学报,2008(3):13-16[21]林美娟,王文,章文贡.含Eu(OC3H7)xβy配合物的发光有机玻璃的性能研究[J].分子科学学报,2006(12):416-420[22]余诗泉,张印阁,吴健等.齐齐哈尔嫩江公路大桥预应力混凝土连续箱梁模型静载试验——有机玻璃性能试验[J].东北林业大学学报,1995(1):79-83五、指导教师意见黄山市毛竹资源丰富，需要深度开发和利用。该课题以竹纤维为原料，在高锰酸钾作引发剂的条件下，通过接枝亲油基团改性，制备筛选新型复合材料。为黄山地区竹材资源的开发利用提供了理论依据。卜新银同学前期查阅了相关的文献资料，从理论上为研究积极地进行了准备，暑假中已进行了前期的基础实验工作，取得了初步进展。课题采用的研究实