微胶囊释香饰面板的制备及其香气缓释性能评价

【目的】制备稳定、持久释香的饰面板,并建立缓释性能评价方法,实现规模化生产。【方法】采用微胶囊和树脂复合包覆方法制备释香型浸渍胶膜纸饰面板;采用固相微萃取-气相-质谱联用技术(solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS),通过人工嗅闻直测法和气味分级法分析了释香饰面板在50℃下480 h的加速释香过程,揭示其香气释放机制,并建立香气缓释性能的快速评价方法。【结果】添加0.75%释香微胶囊的饰面板释香效果最优;微胶囊经热压后仍能均匀分布在胶层的表面和内部,壁材和胶层起到协同缓释香气的作用,且香气主成分(芳樟醇)的释放与温度、时间呈正相关。【结论】制备了持久、稳定释香的饰面板,并通过香气加速释放和干燥器富集法建立了香气缓释性能快速评测方法。

沉香多级提取物的化学成分及释香行为

[目的]沉香提取物是其主要应用方式之一。针对不同应用领域对沉香成分需求存在显著差异的问题,在提取过程中对沉香主要成分进行粗犷分离,明确不同提取物的释香行为,为实现沉香在特定领域的定向、高效利用提供参考。[方法]以传统沉香和奇楠沉香为研究对象,通过水蒸气-溶剂多级提取,获得精油、浸膏、醇沉等沉香多级提取物;利用气相色谱质谱联用(GC-MS)和高效液相色谱(HPLC)技术,分析不同品种沉香多级提取物的化学成分差异;采用顶空-气相色谱联用(HS-GC-MS)技术,分析传统沉香和奇楠沉香多级提取物在40~160℃的香气释放规律。[结果]水蒸气-溶剂多级提取可实现传统沉香和奇楠沉香中倍半萜、色酮类成分的粗犷分离;水中蒸馏和隔水蒸馏对精油成分影响较小,均主要含有倍半萜和芳香族小分子物质,相对峰面积≥99%;蒸馏后再进行溶剂提取,获得的浸膏主要含有色酮类成分,相对峰面积≥90%;醇沉可实现对传统沉香浸膏中杂质的有效分离。2种沉香多级提取物的主要化学成分和释香成分存在显著差异:传统沉香、奇楠沉香精油中,分别主要含有榄香醇、α-檀香醇,40℃时主要释香物质分别为匙叶桉油烯醇、(1R,3aR,5aR,9aS)-1,4,4,7-Tetramethyl-1,2,3,3a,4,5a,8,9-octahydrocyclopenta[c]benzofuran;传统沉香浸膏中色酮种类更为丰富,160℃后色酮裂解形成大量小分子挥发性物质,出峰数量和强度明显高于奇楠沉香。[结论]通过多级提取方式,可获得富含倍半萜类化合物的沉香精油以及富含色酮类成分的沉香浸膏、杂质较高的醇沉。精油在低温时具有较好的香气释放能力,适合开发香水、日化等常温释香产品;浸膏适用于高温释香,可开发熏香、燃香等产品;奇楠沉香浸膏中主要成分为2-(2-苯乙基)色酮、2-[2-(4-甲氧基苯基)乙基]色酮,可用于该色酮的单体分离;醇沉中沉香有效物质明显降低,可开发低值化产品。

木纤维表面醛基化改性及自胶合性能评价

【目的】以杨木纤维为材料,通过氧化改性增强纤维表面反应活性位点,建立纤维表面羟基、醛基多位点网络结构,制备高强度、低吸水厚度膨胀率无胶纤维板,实现全生物质低碳、可循环生产利用。【方法】采用高碘酸钠氧化改性木纤维表面基团,建立高反应活性醛基网络位点,通过醛基含量测定、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析仪(TG)、差示扫描量热仪(DSC)分析反应前后及不同醛基含量木纤维的微观结构和化学成分变化规律;利用化学键交联在低温热压条件下制备自胶合纤维板,探究醛基化木纤维制备无胶纤维板的力学性能和吸水厚度膨胀率。【结果】通过反应时间、温度、氧化剂浓度等条件控制,可实现木纤维醛基化定量改性;与原纤维对比,醛基化纤维表面粗糙度增大、纤维尺寸变短、纤维素聚合度下降,纤维素-半纤维素-木质素包覆结构疏松,木纤维表面产生大量孔隙;纤维素结晶区随反应强度增加逐渐被破坏,醛基化木纤维的热稳定性随醛基含量升高逐渐降低,有利于无胶纤维板的低温热压成型。醛基化木纤维在热压过程中通过化学键交联可实现自胶合,热压温度和醛基化木纤维醛基含量对无胶纤维板的性能具有显著影响,通过优化原料和工艺条件制备的无胶纤维板具有优异的力学性能和耐水性。【结论】通过控制反应条件可得到不同醛基含量的醛基化木纤维,实现对木纤维表面醛基的可控改性;自胶合过程中温度过低(50℃)易导致醛基化木纤维耐水性差,温度过高(125℃)易造成醛基化木纤维降解,引起鼓泡、膨胀、碳化,降低纤维板力学性能。当高碘酸钠浓度0.07 mol·L^(−1)、反应温度30℃和反应时间6 h时,木纤维醛基含量为1.86 mmol·g^(−1);在热压温度100℃、压力20 MPa和热压5 min时,制备的自胶合醛基化木纤维板力学性能和耐水性达到最佳:抗弯强度78.36 MPa,弹性模量10.88 GPa,内结合强度3.04 MPa,24 h吸水厚度膨胀率仅8.01%。

3个产区沉香燃烧烟气特征化学成分分析

【目的】分析沉香主要成分在燃烧过程中的挥发或裂解方式,比较国产、惠安系和星洲系3个产区沉香燃烧释放的挥发性和半挥发性成分组成及差异,确认对沉香燃烧香气有贡献的气味活性化合物及其来源,解释沉香燃烧气味形成原因,为沉香产地识别和香气品质评价提供科学依据。【方法】采用水蒸馏和乙醇提取沉淀方法分离沉香树脂部分中倍半萜类和2-(2-苯乙基)色酮类(PECs)特征成分,应用热重(TG)分析倍半萜类、PECs化合物和木材部分的热质量损失模式,使用静态顶空气相色谱质谱联用(HS-GC-MS)分析不同产区沉香燃烧烟气中的挥发性成分并确认气味活性化合物,利用主成分分析(PCA)分析3个产区沉香燃烧释放的挥发性成分差异,收集燃烧沉香产生的烟尘,运用液相质谱(LC-MS/MS)联用分析其中PECs成分组成,通过HS-GC-MS分析加热后的PECs标准品,探究沉香中PECs化合物裂解机制及其对燃烧气味的影响。【结果】1)沉香中的倍半萜类化合物在200℃以内完全挥发,PECs化合物质量在150~350℃缓慢降低,木材在250℃以上迅速燃烧。2)沉香燃烧释放的挥发性成分主要为芳香族和倍半萜类化合物,其中芳香族化合物种类和含量明显增加,为沉香燃烧气体提供辛、甜、杏仁、花香等丰富的气味;国产沉香中2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、3,4-二甲氧基苯酚、乙酰丁香酚等7种化合物释放量与样品乙醇提取物含量负相关,这些化合物主要为沉香燃烧烟气提供烟熏、粉尘和木材气味。3)倍半萜类关键香气化合物桉油烯醇、cis-桉叶-6-烯-11-醇、愈创木醇的相对含量在国产沉香中最高,惠安系沉香中次之,星洲系沉香中最低。4)沉香燃烧烟尘中含有多种Flidersia型2-(2-苯乙基)色酮类(FTPECs)化合物,但未检测到四氢2-(2-苯乙基)色酮类(THPECs)化合物。沉香四醇裂解释放苄基丙酮和苯甲醛,2-(2-苯乙基)色酮高温裂解不仅生成苯甲醛、苯乙醇等6种芳香族化合物,还能挥发进入空气。【结论】沉香的主要成分倍半萜类、PECs化合物和木材燃烧过程中热质量损失模式不同,倍半萜类化合物直接挥发进入空气,PECs化合物和木材裂解生成多种芳香族化合物,这些化合物具有多种气味,对沉香燃烧香气有重要影响。不同产区沉香燃烧后释放的化学成分存在一定差异,星洲系与惠安系和国产沉香差异较大。高温下不同种类PECs裂解生成芳香族化合物种类和含量不同,FTPECs可部分挥发进入空气中。

近红外光谱法快速测定毛竹Klason木质素的含量

研究了用近红外漫反射光谱法对毛竹Klason木质素含量的快速预测。选取了代表不同竹龄、不同高度和横向不同位置的54个竹材粉末样品,用常规实验室方法测定了54个样品的Klason木质素含量,用近红外光谱仪漫反射方式在350～2500nm范围内采集相应样品的光谱,利用多变量统计分析软件建立样品木质素含量和光谱数据之间的相关性模型。结果表明,对原始光谱进行二阶导数预处理后,选择1011～1675nm和1930～2488nm波长区间,用偏最小二乘法(PLS1)和完全交互验证方式建立了的校正模型和预测模型的相关系数分别为0.99,和0.97,校正标准误差SEC=0.36%,预测标准误差SEP=0.59%,说明毛竹Klason木质素含量和近红外光谱之间存在非常好的相关性,用近红外光谱技术可以实现对竹材样品中Klason木质素含量的快速预测。

天然锰钾矿氧化降解水体中苯酚实验研究

在酸性条件下进行了锰钾矿氧化降解水体中苯酚的实验研究 ,结果表明 :室内自然光照和氧气环境不影响苯酚降解 ;反应溶液酸度越大 ,反应进行得越快 ;样品用量越多、粒径越小 ,越有利于降解反应 ;反应温度升高与振荡速度增大也有利于降解反应的进行 ;共存电解质氯化钠、氯化钙不影响降解反应 ,而磷酸钠与醋酸钠则不利于降解反应。当介质pH值为 2 .1,16 0～ 2 0 0目锰钾矿用量为 10 g/L ,反应温度为 2 5℃ ,振荡速度为 2 0 0r/min ,反应 8h ,对5 0mL浓度为 10 0mg/L苯酚的降解率基本上达到 10 0 % ,达到了工业排放标准。从反应产物初步推断 ,苯酚降解的实质是锰钾矿氧化降解作用 ,为处理苯酚废水增加了一种有效的方法 。

马尾松木材褐腐降解的红外光谱研究

用傅立叶变换红外光谱(FTIR)研究了马尾松木材被茯苓褐腐菌降解过程中化学成分的变化。测量了木质素和综纤维素的相关红外吸收峰的峰高比值,用湿化学方法测定了未褐腐和不同褐腐时间木材的Klason木质素含量和综纤维素含量,分析了红外吸收峰峰高比值与Klason木质素含量和综纤维素含量的相关性。褐腐15周内,1736和1372cm-1处归属于综纤维素的吸收峰强度逐渐减弱,1510和1225cm-1处归属于木质素的吸收峰强度逐渐增强;但褐腐15周后,1736和1372cm-1处的吸收强度却开始略微增强,1510和1225cm-1处吸收强度略微下降。I1510/I1736,I1510/I1372,I1225/I1736和I1225/I1372与Klason木质素和综纤维素含量之间均存在非常好的线性相关,R2为0.96～0.99。I1736/I1510和I1372/I1510与综纤维素含量之间存在高度线性相关,R2=0.96。结果说明用红外光谱技术可以对木材褐腐过程中的综纤维素含量和Klason木质素含量进行准确分析。

三聚氰胺改性脲醛树脂的合成及其在阻燃胶合板中的应用

用质量分数为18%(基于液体树脂)的三聚氰胺和不同缩聚度脲醛树脂制备了三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂,将聚磷酸铵及其他阻燃助剂与MUF共混后得到阻燃胶黏剂并用于制备阻燃胶合板。结果表明,当尿素与甲醛预先缩聚至水洗数为2.5～7.5时,所制MUF树脂的贮存稳定性良好;在MUF中阻燃剂质量分数小于80%时,胶合板的胶合强度满足国家Ⅱ类胶合板标准,甲醛释放量满足E1级标准;用该阻燃胶黏剂制备的阻燃胶合板,经锥形量热仪燃烧试验,其释热速率和释热总量较普通胶合板有显著下降。分析认为,将MUF树脂与聚磷酸铵阻燃剂共混制得的阻燃胶黏剂,其胶合性能和甲醛释放量满足国家标准要求;用该阻燃胶黏剂对胶合板进行表面处理阻燃性能良好。

2,2-二羟甲基丁酸的制备工艺

甲醛和丁醛在碱性催化剂的存在下 ,进行羟醛缩合反应 ,制备 2 ,2 二羟甲基丁醛。以过氧化氢为氧化剂 ,通过氧化、结晶 ,得到 2 ,2 二羟甲基丁酸晶体。用红外光谱 (IR)和核磁共振 (NMR)证明了该化合物的结构。研究了反应条件 (例如原料摩尔比、反应温度、分散剂及反应时间 )对反应产率的影响。

茯苓褐腐过程中木材化学成分的变化

用褐腐真菌茯苓按常规栽培方法对木材进行降解,对比研究了正常材和不同腐朽程度木材化学组成之间的差异,用傅立叶红外光谱仪(FTIR)对样品进行表征。结果发现,腐朽初期,综纤维素和戊聚糖的含量及纤维素结晶度随腐朽时间的延长逐渐降低,木质素和1%NaOH抽出物的相对含量却逐渐升高。当腐朽进行到15周时,综纤维素含量、戊聚糖含量和纤维素结晶度分别由正常材的72.80%、14.95%和40.3%下降到18.57%、8.58%和16.1%,木质素含量和1%NaOH抽出物含量分别从27.30%和12.89%增加到43.88%和70.07%。之后,随着腐朽时间的延长,木材的组成几乎保持不变。FTIR结果证实了相同的变化趋势。

酸催化下苯酚液化木材的制备与表征

在硫酸作用下用苯酚对人工林杨木和杉木进行液化,考察反应时间、反应温度等对液化反应的影响,并对液 化产物进行表征分析。结果表明:1)在硫酸催化下,杨木和杉木被苯酚液化的历程相似,但残渣含量稍有不同。酸性 催化剂不仅对纤维素和半纤维素起作用,对木质素也起作用。2)反应温度比反应时间对液化效率的影响大,二者均 能影响液化产物的分子量和分子量分布。通常杉木液化产物的重均分子量高于杨木。3)液化过程中,木质素和半纤 维素首先被液化,最后是纤维素。木材组分的分解、酚化和再缩聚反应主宰整个液化动力学过程及液化产物的结构 特征。

纳米SiO2分离富集-火焰原子吸收法测定水中痕量银

研究了纳米SiO2分离富集-火焰原子吸收法测定水中痕量银的新方法。考察了溶液pH、吸附时间、洗脱条件和干扰离子等因素对Ag+分离富集的影响,确定了纳米SiO2对Ag+吸附的最佳条件。结果表明:在pH 4.1时,纳米SiO2能定量吸附银,吸附在纳米SiO2上的Ag+可用0.5 mol/L HCl+0.5 mol/L硫脲定量洗脱。该法对银的检出限为0.77 ng/mL(3σ,n=11);线性范围为0.005～1.5μg/mL,对0.5μg/mL的Ag+标液进行7次测定,RSD为3.6%,回收率在94.0%～101.5%之间;方法可用于环境水样中痕量银的测定。

木材液化产物制备热塑性树脂的研究

在酸性催化剂作用下,用木材的苯酚液化产物和甲醛进一步树脂化制备了液化木基热塑性酚醛树脂(PWF)。用正交试验方法研究了各影响因素对树脂产率和软化点的影响,结果表明,pH值和反应温度对PWF树脂产率的影响最大,而甲醛与苯酚的投料比对PWF树脂软化点的影响最大。当木材液化产物中残留的苯酚与甲醛的物质的量之比为1∶0.75,pH值为木材液化产物的实际值,在105℃反应150min时,液化木基热塑性酚醛树脂的产率达到124%,软化点为110℃左右。用凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振(NMR)对比研究了PWF和传统热塑性酚醛树脂(PF)的结构特征。结果显示PWF和PF的结构基本相似,酚单元之间的连接形式主要是邻-对位和对-对位连接。PWF中含有木材组分的液化碎片,且相对分子质量较低,分布较窄。

微波辅助杨木快速苯酚液化及产物表征

针对传统木材苯酚液化技术中存在的反应时间长、产物黏度高和反应活性降低等问题，采用微波加热方式，将杨木木粉在酸化苯酚溶剂中进行快速解聚反应。结果表明，微波加热条件下杨木苯酚液化的适宜条件为：木粉含水率30%～40%，液化时间15 min，苯酚与木粉的比例（P/W）2.5，木粉粒径0.18～0.25 mm，在此条件下木材液化率达到87%。微波加热的木材苯酚液化速率比传统油浴加热提高至少6倍。木材被降解为醇类、酸类、醚类、醛类和酚类等低分子质量物质，液化产物黏度显著降低，仅为3015 mPa·s，且与甲醛的反应活性较高，100 g液化产物反应消耗的甲醛达2.1 mol。微波加热与传统加热下的木材苯酚液化反应历程不尽相同，主要表现在纤维素和半纤维素降解为单糖后，单糖可进一步断裂为2，3-丁二醇、1，2-丙二醇、乙二醇和乙二醛等物质，这些物质相互之间可以发生脱水、羟醛缩合等反应进一步生成 2-乙氧基-丙烷，1，1-二乙氧基-乙烷、二异丙基缩甲醛和12-冠醚-4。

5种生物质的微波辅助多元醇液化研究

将杨木、杉木、毛竹、稻草和汉麻杆芯这5种生物质原料在微波辅助多元醇中进行单一液化和混合共液化,研究生物质原料种类对微波辅助多元醇液化行为的影响。结果表明:杨木和杉木容易液化,其次为毛竹和汉麻杆芯,稻草最难被液化;稻草液化产物的羟值最大,杉木液化产物的羟值最小,说明苯/乙醇抽提物和灰分含量对生物质的多元醇液化有显著的抑制作用。由于稻草液化效果不佳,只将杨木、杉木、毛竹和汉麻秆芯4种生物质混合,在液固比值为2.5和3时,混合生物质的共液化率分别为91%和95%,显著高于毛竹和汉麻杆芯的单一液化率;羟值居于4种单一生物质液化产物羟值的中间;混合共液化产物的化学组分与汉麻杆芯液化产物区别明显,表明混合生物质在多元醇共液化过程中存在协同作用,可以促进难于液化的单一生物质的液化反应。

Preparation of phenol formaldehyde resin from phenolated wood

The technique for preparing phenol formaldehyde resin from phenolated wood (PWF) and its characters were studied and analyzed. Poplar (Populus spp.) wood meal was liquefied by phenol in the presence of sulfuric acid as a catalyst. After the liquefied products were cooled, alkaline catalyst and formaldehyde were added. The mixture was kept at (60?) C for 1h and then was heated to (85?) C for 1h. The influence of molar ratio of formaldehyde to phenol (F/P) was investigated. The results showed when the molar ratio of formaldehyde to phenol was over 1.8, the PWF adhesives had high bond quality, bond durability and extremely low aldehydes emissions.

毛竹化学成分光谱分析的快速建模方法研究

研究了毛竹综纤维素和木质素含量近红外光谱定量分析方法的建立。选用不同竹龄、纵向和横向部位的54个竹材粉末样品,用湿化学方法测定其综纤维素和木质素含量。在综纤维素和木质素含量的分布范围内,从低值、中间值和高值中挑选11个代表性样品,11个样品按预定比例混合得到21个混合样品,混合样品的综纤维素和木质素含量计算得到,再挑选22个目标成分含量不同的样品组成54个样品的校正集。用偏最小二乘法分别建立样品综纤维素含量、木质素含量和近红外漫发射光谱之间的相关模型。结果表明,综纤维素含量的预测模型的相关系数(Rp)为0.92,标准偏差(SEP)为1.04%;木质素含量的预测模型的Rp为0.93,SEP为0.91%,与常规方法建立的模型预测精度相似。说明利用样品混合的方式可快速增加校正集样品的数量、改善校正集样品的分布状况,继而建立稳定可靠的近红外定量分析模型。

液化木基热塑性酚醛树脂的固化反应动力学

利用差示扫描量热法(DSC)研究了液化木基热塑性树脂(PWF)的固化特征及其动力学,用热重法(TG)和傅立叶红外光谱技术(FT-IR)研究了固化后PWF的热降解性能和结构特征,并对比研究了传统热塑性酚醛树脂(PF)的固化反应,旨在为确定新型PWF的固化工艺提供依据。结果表明,六次甲基四胺(HMTA)用量对固化反应的表观活化能影响较大,HMTA与树脂质量比为100:10时,表观活化能较低,为107.76kJ/mol,低于相同条件下PF的表观活化能(141.35kJ/mol);HMTA用量对固化反应级数几乎没有影响,反应级数恒定在0.95,与PF的固化反应级数相同。最大固化速率温度和升温速率(Tp-β)外推法求得PWF固化工艺温度在135～137℃。PWF和PF的热重曲线变化趋势在30～291℃完全相同,两者在200℃以前几乎不发生失重现象,当温度超过200℃后,两者皆有轻微的失重,PWF和PF的热降解温度分别为291和296℃。IR结果证明固化后PWF和PF的结构相似。

硼氢化钠还原对褐腐木质素结构特征的影响

采用FTIR、UV-Visible、NMR和GPC分析手段研究了褐腐木质素被NaBH4还原前后的化学结构变化。FTIR表明褐腐木质素还原后1 677 cm-1处与苯环共轭的羰基峰消失,1 715 cm-1处非共轭羰基峰强度减弱,1 509和1 603 cm-1处苯环骨架振动吸收峰强度变化很小;UV表明褐腐木质素还原后位于288 nm的最强吸收峰和300～400nm区域的吸收强度降低;1H NMR表明褐腐木质素还原后甲氧基和酚羟基数量减少,醇羟基数量增加,褐腐木质素芳香环和结构单元联接键上的氢质子数增加;GPC表明褐腐木质素还原后分子量分布向高分子区域扩展,数均和重均分子量增大,分子量分布明显变宽。NaBH4在碱性环境中可以将褐腐木质素中的共轭羰基完全还原为羟基,非共轭羰基部分还原为羟基,其侧链结构部分被改变,苯环结构稳定,褐腐木质素在还原过程中发生了缩合反应。

木质生物材料多元醇液化及其在聚氨酯中的应用

液化技术是近年来生物质材料高效增值利用领域的研究热点,用多元醇等有机溶剂能将难溶、难熔的木质生物材料转化为可流动、具有反应活性的液态物质,拓宽了木材的应用领域。液化产物可作为合成高分子树脂的原料,能部分替代来源于石化产品的聚酯或聚醚多元醇。综述了木质材料多元醇的液化方法、液化机理及液化产物在聚氨酯中的应用。