生物质种纸材料的研制及其物理化学特性研究

论文摘要

为了加快我国水稻直播种植机械化的步伐,避免育秧和插秧等一系列繁琐的劳动,本研究开发出一种可用于水稻直播种植的生物质材料,它能满足机械化铺种的条件,实现稻种的定距发芽生长,并具有自然降解转化为生态有机肥和抑制杂草生长等功能。本文以稻草为该生物种纸的原材料,采用化学生物结合法对其预处理,来脱除其表面不利于纸张成型的蜡质等化合物。以抗张指数为纸张的表征量,采用三因素三水平的正交实验,得出最优水解试验条件为:碱度为1.2% ,水解温度115℃,水解时间20min,该条件下制备的纸张抗张指数为11.64 N.m.g-1 ,通过添加少量淀粉胶可以使纸张的机械强度达到使用要求。对生物质胶粘剂的合成工艺进行了研究,通过对玉米淀粉进行糊化、氧化、交联等化学改性,并采用稻草作为填料,研制出具有一定粘度和初粘接力的改性淀粉胶粘剂。以胶粘剂的绝对粘度为表征量,采用四因素三水平的正交实验,得出最优合成工艺条件为:氧化温度为60℃,氧化时间为2.0h,氧化剂用量为0.6ml和交联剂用量为4.0g,该条件下合成的胶粘剂具有涂布均匀,粘度较大,初粘接力好等特点,符合使用要求。并对产物结构的红外光谱特征进行了分析。为了考察该材料的实际使用效果,分别就其对发芽时间的影响、铺种方式对发芽的影响和它自然降解情况进行了室内铺种模拟试验,并对成本进行了估算。试验结果表明:1.开发的生物质材料不会对种子发芽有负面影响2.在水中完全自然降解的时间为70天3.材料成本约为0.09元/m2,可以为我国农民所接受。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 水稻种植机械化发展现状
• 1.2 国内外有关生物质种纸的提出
• 1.3 我国农村农作物秸秆的分布与开发现状
• 1.4 秸秆成分和预处理方法
• 1.5 淀粉胶粘剂的研究及发展状况
• 1.6 选题目的意义及研究内容
• 2 生物质种纸的制备工艺设计
• 2.1 生物质种纸的定义
• 2.2 制备工艺设计及其特点
• 3 稻草预处理
• 3.1 引言
• 3.2 试剂和仪器
• 3.3 试验方法
• 3.4 稻草预处理
• 3.5 小结
• 4 改性淀粉胶黏剂的合成研究
• 4.1 引言
• 4.2 试剂和仪器
• 4.3 试验方法
• 4.4 氧化交联淀粉的合成研究
• 4.5 实验结果红外谱图分析
• 4.6 小结
• 5 生物质种纸室内效果模拟试验
• 5.1 引言
• 5.2 实验方法
• 5.3 室内铺种模拟试验
• 5.4 生物质种纸的室内自然降解模拟试验
• 5.5 成本估算
• 5.6 小结
• 6 生物质种纸的实际应用试验
• 6.1 生物质种纸的工厂小批量生产试验
• 6.2 大田铺种试验
• 6.3 小结
• 7 结论与创新点
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 8 课题展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表论文目录