畢業(yè)設(shè)計(jì)有機(jī)玻璃竹纖維復(fù)合材料的研究

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）有機(jī)玻璃竹纖維復(fù)合材料的研究 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）手冊(cè) 2011屆 題 目： 有機(jī)玻璃/竹纖維復(fù)合材料的研究 院 系： 化 學(xué) 系 專 業(yè)： 化 學(xué) 學(xué) 號(hào)： 20707012001 姓 名： 卜 新 銀 指導(dǎo)教師： 王 溪 溪 職稱： 副 教 授 成 績(jī)： 黃山學(xué)院教務(wù)處制學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明茲呈交的學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考的其他個(gè)人或集體的研究成果，均在文中以明確方式標(biāo)明。本人依法享有和承擔(dān)由此論文而產(chǎn)生的權(quán)利和責(zé)任。聲明人（簽名）：年 月 日目 錄（一）本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 任務(wù)書 3（二）本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 開題報(bào)告 4（三）

2、本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 指導(dǎo)記錄 7（四）本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 中期檢查表 9（五）本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 答辯資格審查表 10（六）本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 答辯記錄 11（七）本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 成績(jī)?cè)u(píng)定書 12黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 任務(wù)書題 目有機(jī)玻璃/竹纖維復(fù)合材料的研究一、課題的內(nèi)容和任務(wù)要求課題內(nèi)容：1.竹纖維的制備；2.研究竹纖維在水浴條件下的接枝率隨引發(fā)劑濃度、反應(yīng)溫度、介質(zhì)酸度、反應(yīng)時(shí)間、接枝單體濃度等因素變化的規(guī)律，得到接枝產(chǎn)率最高的條件；3.利用接枝共聚的竹纖維進(jìn)行制膜，將研究轉(zhuǎn)化為實(shí)際利用。任務(wù)要求：1.完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；2.探索出最高接枝率所需要的最佳條件；3.利用接枝共聚的竹纖維

3、進(jìn)行制膜；4.完成論文內(nèi)容，能充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論。二、進(jìn)度安排（起止時(shí)間： 2008年11月6 日 2010年12月8日）2008年11月6日2009年6月26日 相關(guān)文獻(xiàn)的查閱及制備方案確定2009年6月27日2009年7月17日 竹纖維的制備2009年7月18日2009年8月12日 甲基丙烯酸甲酯的制備及接枝反應(yīng)2009年8月13日2010年3月11日 接枝反應(yīng)影響條件的討論及制模2010年3月12日2010年12月8日 撰寫論文三、主要參考資料1孫金余,王溪溪,黃飛,徐磊.竹纖維苯甲基化的改性研究 指導(dǎo)教師簽名： 院系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 開題報(bào)告題目有機(jī)玻璃/竹纖

4、維復(fù)合材料的研究題目性質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)開發(fā)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用型調(diào)查型其它一、選題依據(jù)和目標(biāo)（該研究的目的、意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)）我國(guó)是世界上主要產(chǎn)竹國(guó)家，竹林面積約為400萬hm2，約占全世界的2.8%，每年可砍伐毛竹5億株，各類雜竹300多噸，相當(dāng)于100余萬m3木材。竹子是一種和木材有很多相似之處但又有所區(qū)別的特殊材料。它與木材的主要化學(xué)組成都是纖維素和木質(zhì)素，但竹子壁薄中空，直徑較小，尖削度大，結(jié)構(gòu)不均勻，內(nèi)含有淀粉、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，故易產(chǎn)生蟲蛀、霉變等缺陷。因而不能像傳統(tǒng)木材那樣加工利用，為此，黃山地區(qū)乃至全國(guó)的竹材利用長(zhǎng)期以來停留在原竹利用和編織工藝品、生活用品等初級(jí)階段，未能像

5、木材那樣經(jīng)過各種物理化學(xué)的加工，進(jìn)行大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)利用。近二十年來，主要開發(fā)了公路、鐵路用的竹膠合板，混凝土模板的竹膠板，船用竹膠合板，集裝箱用竹膠合板和一些傳統(tǒng)的竹制家具，生活和裝飾的工藝品。近幾年，通過改變竹纖維表面特征來增加竹材利用價(jià)值的研究越來越受關(guān)注。張廬陵、蔣天弟等人對(duì)竹屑粉酚醛樹脂復(fù)合材料及其力學(xué)性能的研究，汪克來、蔡健等人對(duì)竹纖維增強(qiáng)塑料材料性能的研究，以及劉燕平等人對(duì)丙烯酸甲脂與竹原纖維的接枝共聚及表征的研究，李正紅、黃祖泰等人對(duì)竹纖維增強(qiáng)聚酰胺樹脂復(fù)合材料增強(qiáng)機(jī)理研究，等等。甲基丙烯酸甲酯與竹子是否能夠很好的復(fù)合，主要是要對(duì)竹子進(jìn)行表面處理，因?yàn)橹褡拥某煞菔欠浅?fù)雜的，

6、且其吸水性很強(qiáng)，竹子中糖份又多。如何使竹子中水份、糖份除去，這是關(guān)鍵。水份多，影響己內(nèi)酞胺開環(huán)，糖份多影響竹子表面結(jié)合能力。竹子表面處理方法，在國(guó)內(nèi)通常是采用堿洗、中和水洗法、石灰水浸泡法等等。我們使用堿洗法進(jìn)行處理。通常所說的有機(jī)玻璃（也稱亞克力或壓克力），其主要的成分為聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）,是丙烯酸樹脂的一種，由于它具有很多優(yōu)良的性能，如化學(xué)穩(wěn)定性好，加工性、耐候性、電絕緣性優(yōu)良光學(xué)性能優(yōu)異，透光率比普通無機(jī)玻璃高10%以上，且質(zhì)輕等等，被廣泛用于農(nóng)業(yè)、航空、建筑、光學(xué)儀器、交通車輛、燈具裝飾等領(lǐng)域，但普通有機(jī)玻璃具有韌性差、耐熱性差（維卡軟化點(diǎn)116）、耐磨性和耐有機(jī)溶劑性差、吸

7、水率較高等缺點(diǎn)，因此，要對(duì)此進(jìn)行改性。美國(guó)、德國(guó)和日本早在80年代就開始研究對(duì)其改進(jìn)，我國(guó)的生產(chǎn)單位和科研機(jī)構(gòu)雖然起步較晚，但也在不斷嘗試新的改性途徑，以進(jìn)一步擴(kuò)大有機(jī)玻璃的應(yīng)用范圍，本研究采用了竹纖維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。由于竹材表面大量極性官能團(tuán)的存在，在復(fù)合材料的復(fù)合過程中，親水性的竹材與憎水性的甲基丙烯酸甲酯材料之間存在著較高的界面能差，兩種材料很難達(dá)到表面相互融合。竹纖維是強(qiáng)極性的，親水性強(qiáng)，而甲基丙烯酸甲酯是非極性的、疏水性強(qiáng)，因此，竹纖維和甲基丙烯酸甲酯間的相容性差，界面粘結(jié)力很小，這會(huì)導(dǎo)致塑復(fù)合材料機(jī)械性能差。此外，竹材表面之間的氫鍵作用也使

8、竹纖維在熱塑性材料中不能均勻分散，從而影響了復(fù)合材料的復(fù)合性能。為了提高竹纖維與甲基丙烯酸甲酯的相容性和復(fù)合材料的綜合性能，可用高錳酸鉀和硫酸作引發(fā)劑，改變其表面結(jié)構(gòu)，增加甲基丙烯酸甲酯的極性，提高其表面濕潤(rùn)性，改善其接枝性能。復(fù)合材料由增強(qiáng)物和基體組成，增強(qiáng)物起著承受載荷的主要作用，其幾何形式有長(zhǎng)纖維、短纖維和顆粒狀物等多種基體起著粘結(jié)、支持、保護(hù)增強(qiáng)物和傳遞應(yīng)力的作用，常采用橡膠、石墨、樹脂、金屬和陶瓷等物。近代復(fù)合材料最重要的有兩類，一類是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，主要是纖維鋪層復(fù)合材料，如玻璃鋼。另一類是粒子增強(qiáng)復(fù)合材料，如建筑工程中廣泛應(yīng)用的混凝上。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種高功能材料，它在力學(xué)

9、性能、物理性能和化學(xué)性能等方面都明顯優(yōu)于單一材料。隨著環(huán)境友好材料成為高分子材料領(lǐng)域中的一個(gè)新的研究方向，天然纖維扮演著越來越重要的角色，高性能天然纖維及其復(fù)合材料的研究、開發(fā)與應(yīng)用已成為全球研究熱點(diǎn)。尤其是棉麻類纖維與烯類單體接枝共聚反應(yīng)的研究近年來更是受到了廣泛的關(guān)注。竹纖維進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)可以得到一系列新型高分子材料，如吸油、吸水材料和離子交換材料等，但是在接枝聚合反應(yīng)過程中，會(huì)產(chǎn)生大量均聚物，限制了該法的工業(yè)應(yīng)用。高錳酸鉀在酸性條件下作為引發(fā)劑進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，可以有效的抑制均聚物的產(chǎn)生。本文以高錳酸鉀和硫酸為引發(fā)體系，討論了竹纖維與甲基丙烯酸甲酯單體接枝聚合反應(yīng)。二、課題關(guān)鍵問題及難

10、點(diǎn)研究竹纖維在水浴條件下的接枝率隨引發(fā)劑濃度、反應(yīng)溫度、介質(zhì)酸度、反應(yīng)時(shí)間、接枝單體濃度等因素變化的規(guī)律，得到接枝產(chǎn)率最高的條件。并且利用接枝共聚的竹纖維進(jìn)行制膜，將研究轉(zhuǎn)化為實(shí)際利用。三、研究方案1. 擬采取的研究方法或試驗(yàn)方法及主要技術(shù)路線水浴條件下用正交實(shí)驗(yàn)法和單因素分析法對(duì)影響竹纖維接枝率的引發(fā)劑濃度、反應(yīng)溫度、介質(zhì)酸度、反應(yīng)時(shí)間、接枝單體濃度進(jìn)行逐一研究，并找到竹纖維接枝率的最佳反應(yīng)條件；利用接枝后的竹纖維制備復(fù)合材料。 2. 研究進(jìn)度安排2008年11月6日2009年6月26日 相關(guān)文獻(xiàn)的查閱及制備方案確定2009年6月27日2009年7月17日 竹纖維的制備2009年7月18日2

11、009年8月12日 甲基丙烯酸甲酯的制備及接枝反應(yīng)2009年8月13日2010年3月11日 接枝反應(yīng)影響條件的討論及制模2010年3月12日2010年12月8日 撰寫論文四、參考文獻(xiàn)1孫金余,王溪溪,黃飛，徐磊.竹纖維苯甲基化的改性研究-二乙烯苯的中試研究J.化工進(jìn)展,2007 8 :1116-111919曹雪琴.微波法對(duì)真絲纖維的接枝改性研究J.印染助劑,2005 12 :9-1120宋艷,魏德卿.KPS-SHS 引發(fā)絲膠與甲基丙烯酸甲酯接枝共聚的研究J.江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2008 3 :13-1621林美娟,王文,章文貢.含Eu OC3 H7 xy配合物的發(fā)光有機(jī)玻璃的性能研究J.分子科學(xué)

12、學(xué)報(bào),2006 12 :416-42022余詩泉,張印閣,吳健等.齊齊哈爾嫩江公路大橋預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁模型靜載試驗(yàn)有機(jī)玻璃性能試驗(yàn)J.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1995 1 :79-83五、指導(dǎo)教師意見黃山市毛竹資源豐富，需要深度開發(fā)和利用。該課題以竹纖維為原料，在高錳酸鉀作引發(fā)劑的條件下，通過接枝親油基團(tuán)改性，制備篩選新型復(fù)合材料。為黃山地區(qū)竹材資源的開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。卜新銀同學(xué)前期查閱了相關(guān)的文獻(xiàn)資料，從理論上為研究積極地進(jìn)行了準(zhǔn)備，暑假中已進(jìn)行了前期的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)工作，取得了初步進(jìn)展。課題采用的研究實(shí)驗(yàn)方案、技術(shù)路線的合理、可行。建議批準(zhǔn)開題。 簽名： 年 月 日六、院系意見負(fù)責(zé)人簽名：

13、年 月 日黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 指導(dǎo)記錄題 目有機(jī)玻璃/竹纖維復(fù)合材料的研究第 1 次指導(dǎo)記錄 講述論文實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作，以及就相關(guān)試驗(yàn)內(nèi)容資料文獻(xiàn)的查詢。學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2008 年 11 月 18 日第 2 次指導(dǎo)記錄 檢查實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備情況和相關(guān)文獻(xiàn)的查詢情況，具體講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2009年 5 月 12 日第 3 次指導(dǎo)記錄 提供相關(guān)文獻(xiàn)，以及實(shí)驗(yàn)步驟的確定并指導(dǎo)其中實(shí)驗(yàn)部分操作過程。學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2009年7 月2 日第 4 次指導(dǎo)記錄 竹纖維制備的檢查和MMA提純的指導(dǎo)。學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2009年 8 月 5日第 5

14、次指導(dǎo)記錄分別就硫酸濃度、反應(yīng)時(shí)間、MMA體積以及反應(yīng)溫度對(duì)接枝率的影響，探索接枝率的最佳條件。學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2009年9月 12 日第 6 次指導(dǎo)記錄實(shí)驗(yàn)中最佳條件下進(jìn)行接枝實(shí)驗(yàn)，并提出注意事項(xiàng)：如何減少實(shí)驗(yàn)誤差提高接枝率，并用接枝的后竹纖維制備復(fù)合材料。學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2009年 11月23日第 7 次指導(dǎo)記錄指導(dǎo)利用紅外分析對(duì)比接枝前后竹纖維的紅外光譜圖，論文的寫作講解、初級(jí)檢查以及修改建議。學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2010年 3 月 10日第 8 次指導(dǎo)記錄論文的檢查、修改以及論文終稿的確定。學(xué)生簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 2010年12月3 日黃山學(xué)院本科畢

15、業(yè)論文 設(shè)計(jì) 中期檢查表題 目有機(jī)玻璃/竹纖維復(fù)合材料的研究計(jì)劃完成時(shí)間2009 年 8月 28日一、現(xiàn)階段任務(wù)落實(shí)情況和成效現(xiàn)階段所有工作實(shí)驗(yàn)正在有條不紊的進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)的查閱和實(shí)驗(yàn)的前期過程也均已結(jié)束，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的流程也都已經(jīng)比較清楚了。現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)過程是最佳條件下竹纖維的接枝實(shí)驗(yàn)，以及接枝率的測(cè)定，但接枝率不穩(wěn)定也出現(xiàn)了負(fù)值，現(xiàn)也在就出現(xiàn)的問題進(jìn)行探索研究，找出實(shí)驗(yàn)誤差的原因。整個(gè)的實(shí)驗(yàn)前期，讓自己懂得了自己去查找資料，查找實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，提高了自己動(dòng)手動(dòng)腦的習(xí)慣，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)的安排提供了保障，在這也感謝王溪溪老師和孫金余老師對(duì)我的鼓勵(lì)和實(shí)驗(yàn)中的技術(shù)幫助。二、后續(xù)工作計(jì)劃、目標(biāo)和途徑后續(xù)工作

16、主要就是對(duì)最佳接枝條件的探索，包括：硫酸濃度（C）、反應(yīng)時(shí)間（t）、反應(yīng)溫度（T）、MMA體積（V）。再就是用接枝后的竹纖維進(jìn)行制模，并就實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論來完成論文的寫作。目標(biāo)是完成實(shí)驗(yàn)部分，提供出完整的實(shí)驗(yàn)結(jié)論并完成論文的撰寫。途徑是通過正交試驗(yàn)法和單因素分析法，完成最佳竹纖維接枝實(shí)驗(yàn)條件的探索和接枝竹纖維制模探究。三、指導(dǎo)教師意見卜新銀同學(xué)利用課外和假期時(shí)間，查閱了大量實(shí)驗(yàn)相關(guān)文獻(xiàn)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)前期工作，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的流程已經(jīng)有了清楚的認(rèn)識(shí)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中遇到了問題，也能獨(dú)立的去想辦法解決。對(duì)于后期實(shí)驗(yàn)工作最佳接枝條件的探討、復(fù)合板材制備、論文的撰寫，已有全面的計(jì)劃時(shí)間表。中期檢查，論文完成情況較好

17、。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 答辯資格審查表姓 名卜新銀題 目有機(jī)玻璃/竹纖維復(fù)合材料的研究規(guī)范檢查畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）完成情況已 完 成開題報(bào)告 已 完 成中、外文摘要已 完 成參考文獻(xiàn)（10篇以上） 已 完 成指導(dǎo)教師意見（說明論文及相關(guān)材料完成情況，是否可進(jìn)行答辯）：卜新銀同學(xué)利用課外及寒暑假，積極開展科研實(shí)踐，目前已經(jīng)完成畢業(yè)論文開題報(bào)告中要求的研究?jī)?nèi)容，并取得了較好的成果。實(shí)驗(yàn)證明：用高錳酸鉀作引發(fā)體系對(duì)竹纖維進(jìn)行接枝改性，實(shí)驗(yàn)的最佳條件為高錳酸鉀濃度為0.03mol/L，預(yù)處理時(shí)間為1h，預(yù)處理溫度70，硫酸濃度為5mmol/L，甲基丙烯酸甲酯體積含量6%，接

18、枝反應(yīng)溫度70，接枝反應(yīng)時(shí)間2.5h；最佳工藝下的竹纖維的接枝率為142.93%；實(shí)驗(yàn)所得的竹纖維復(fù)合材料樣品的相關(guān)力學(xué)性能（沖擊韌性、軟化點(diǎn)等指標(biāo)）優(yōu)于PMMA。為黃山地區(qū)竹材資源的開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。同意參加畢業(yè)論文答辯。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日院系畢業(yè)論文領(lǐng)導(dǎo)小組意見組長(zhǎng)簽名: 年 月 日黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 答辯記錄姓 名卜新銀指導(dǎo)教師王溪溪題 目有機(jī)玻璃/竹纖維復(fù)合材料的研究答辯組成員組長(zhǎng)職稱成員職稱成員職稱成員職稱成員職稱答辯秘書職稱答辯時(shí)間年 月 日 時(shí) 分 時(shí) 分陳述、提問及回答情況記錄：答辯秘書簽名： 年 月 日黃山學(xué)院本科畢業(yè)論文 設(shè)計(jì) 成績(jī)?cè)u(píng)定書姓 名卜新銀題 目有機(jī)玻璃/竹纖維復(fù)合材料的研究指標(biāo)分值選題5分工作 態(tài)度10分文獻(xiàn)綜述10分學(xué)術(shù)水平與動(dòng)手能力30分基本理論與技能的應(yīng)用25分文字表述與圖表質(zhì)量10分規(guī)范要求10分總 分（100分）指導(dǎo)老師51