棉秆皮微晶纤维素/改性氧化石墨烯阻燃纤维的制备及其性能

为提高棉秆皮微晶纤维素(MCC)纤维的阻燃性能,采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为改性剂对氧化石墨烯(GO)进行改性,将改性后的GO(DOPO-GO)与MCC共混,通过湿法纺丝制得MCC/DOPO-GO阻燃纤维,并对其阻燃性能、热学性能和力学性能进行分析。结果表明:添加DOPO-GO阻燃剂的MCC纤维的极限氧指数为27.3%,较MCC纤维提高了66.5%;与MCC纤维相比,MCC/DOPO-GO阻燃纤维热分解所需的热焓值由221.8 J/g提升至1502 J/g,热学稳定性得到提高;MCC/DOPO-GO阻燃纤维燃烧后形成的残炭致密且连续,石墨化程度提高;MCC/DOPO-GO纤维的力学性能也得到了极大改善,其断裂强度由MCC纤维的0.4 cN/dtex提高至2.2 cN/dtex。

棉秆皮机械生物酶联合脱胶工艺

利用机械生物酶联合脱胶工艺对棉秆皮进行脱胶。应用模糊数学法处理机械生物酶联合脱胶的正交试验评价指标值,解决了2个评价指标优化条件不一致的问题,得出机械生物酶联合脱胶优化工艺参数:酶浓度6%(o.w.f),pH值4.4,温度60℃,时间8 h,棉秆皮纤维的残胶率为8.09%,木质素残余率为9.64%。采用FTIR、SEM和XRD进行测试,讨论了棉秆皮纤维的化学结构、微观表面形态及纤维素结构的变化,为棉秆皮纤维的染色与产品开发提供理论指导。

棉秆的应用研究进展

文章介绍了我国的棉秆资源、棉秆的性能,以及在造纸、制板、建筑、农牧业、新能源、制炭、化工医药、制取棉秆皮等方面的应用现状,并预测了未来的发展前景。

连续式蒸汽爆破对PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能的影响

采用连续式蒸汽爆破装置对含水量分别为20%、30%、40%及50%的棉秆皮纤维进行预处理,并制备预处理后棉秆皮纤维填充量分别为20%、30%、40%及50%的聚丁二酸丁二醇酯(PBS)/棉秆皮纤维复合材料标准拉伸样条。从外观形态、扫描电镜观察方面分析棉秆皮纤维含水量对其蒸汽爆破改性效果的影响;通过扫描电镜观察分析复合材料拉伸断面形貌,从拉伸强度、拉伸模量及断裂伸长率三方面研究了连续式蒸汽爆破对PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能的影响。结果表明,连续式蒸汽爆破预处理方法能有效改善棉秆皮纤维与PBS基体的界面黏结;爆破前纤维含水量及爆破后纤维填充量对PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能起决定性作用;综合考虑,当爆破前纤维含水量为40%、爆破后纤维填充量为40%时,PBS/棉秆皮纤维复合材料拉伸性能最佳。

棉秆单根皮部纤维的形态及性能研究

为在不同领域更好地利用棉秆皮部纤维,采用纤维长度分析仪、纤维拉伸仪、激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪对棉秆单根皮部纤维进行纤维形态、力学强度、横截面积和结晶度的研究。结果表明:棉秆单根皮部纤维的平均长度为(1484.43±753.78)μm,宽度为(18.90±6.61)μm,长宽比为65.75。棉秆单根皮部纤维实心或中空非常小,呈菱形或圆形。棉秆单根皮部纤维的应力--应变曲线线性度非常好,未见明显的屈服阶段。棉秆单根皮部纤维的弹性模量为13.66MPa,断裂伸长率为6.32%,柔韧性很好。棉秆单根皮部纤维的结晶度为21.66%,具有较大的吸湿性和化学吸附能力。

高温脱胶提取棉秆皮纤维工艺

为解决棉秆皮纤维手感硬、纤维分离度差等问题,对棉秆皮纤维的高温脱胶方法进行了研究。先通过预氧处理,再进行高温脱胶制备棉秆皮纤维,采用正交试验研究了影响脱胶效果的主要因素,如氢氧化钠的质量分数、温度、保温时间和浴比对纤维木质素含量和残胶率的影响,并结合正交试验结果采用二次正交回归分析进一步优化脱胶工艺条件,确定最佳处理工艺为:氢氧化钠的质量分数11.26%,温度132.4℃,保温时间50min,浴比1∶20。对处理前后纤维的纵向结构进行扫描电镜分析,高温脱胶后纤维分离度得到很大提高。

均匀设计在棉秆皮纤维化学脱胶中的应用

依据GB 5889-86对棉秆皮的化学成分进行了测定,采用均匀试验设计方法对棉秆皮的化学脱胶工艺进行了分析研究,通过对试验结果进行多元线性回归分析,得出化学脱胶最优工艺参数:NaOH浓度13 g/L,煮炼时间76 min,多聚磷酸钠用量3%,Na2SO3用量2%.

棉秆皮纤维化学脱胶工艺初探

依据GB5889-86测定棉秆皮的化学成分,采用均匀试验设计方法研究棉秆皮的化学脱胶,得出最优工艺。分析经此处理后棉秆皮纤维的特点及其潜在的应用价值。

超声波脱胶对棉秆韧皮纤维成分与结构的影响

对棉秆韧皮进行超声波脱胶处理,并通过扫描电镜、红外光谱仪与X射线衍射仪对棉秆韧皮纤维进行成分与结构的分析,并测试其力学性能。结果表明:超声波脱胶处理得到的棉秆韧皮纤维的纤维截面呈现不规则圆形,纤维内部随机分布不规则的条形空隙结构,且纤维的空隙尺寸较大;超声波在未改变棉秆韧皮纤维纤维素Ⅰ结构的同时,有助于对棉秆韧皮纤维中半纤维素与木质素的降解,提高了纤维的结晶度与晶粒尺寸,改善了纤维的力学性能。

韧皮纤维的开发利用现状

总结韧皮纤维的开发利用现状。韧皮纤维主要由纤维素、半纤维素、果胶、木质素、水溶物等物质组成。介绍了麻类纤维、新型韧皮纤维的脱胶工艺、工艺条件,分析了制取的韧皮纤维素纤维的形态、结构及其性能以及制取的韧皮纤维素纤维的应用前景。认为:应加强麻类韧皮纤维在复合材料领域应用研究,加强棉秆皮纤维、芙蓉纤维、甘蔗皮纤维等新型韧皮纤维在纺织领域的应用研究。

废弃新疆棉秆皮脱胶技术及效果分析

探讨了废弃新疆棉秆皮脱胶技术。对棉秆皮进行了预碱预氧处理,为后续的脱胶打下基础。在脱胶试验中,采用了二次碱煮脱胶方法,并利用均匀试验设计对二次碱煮阶段工艺进行了优化验证。结果表明,棉秆皮的脱胶效果较好,残胶率为3.45%。

协效剂对棉杆皮聚乳酸复合材料力学性能的影响

在废弃棉秆皮纤维增强聚乳酸模压制成的复合材料板中添加阻燃剂后,由于其膨胀体系原理,严重影响了复合材料的力学性能.选用蒙脱土(MMT)和微纤化纤维素(MFC)作为协效剂,利用其特殊的物理结构来提高复合材料的力学性能.同时,蒙脱土也有协效阻燃作用,可以提高材料的阻燃性能.试验结果表明,在加入协效剂后,复合材料的力学性能均有提高,MFC对材料的拉伸强度和冲击强度提高较明显,可分别提高43.74%和41.50%.经XRD测定,加入MMT后,材料的片层间距增加到5.38 nm,说明MMT以片层的形式插入到纤维与基体中,同时极限氧指数增加了6.38%.

棉秆皮纱线材料的丝光处理

棉秆皮纤维是一种新型天然纤维素纤维材料,以棉秆皮纱线材料为主要对象,研究了丝光处理工艺条件对纱线材料性能的影响。实验结果表明:增加碱液质量浓度、处理时间与温度,纱线材料失重率、缩水率增大,而拉伸断裂强度先增大再减小;棉秆皮纱线材料适合的丝光处理条件为NaOH质量浓度250g/L,时间200s,温度20℃。该工艺条件下,棉秆皮纱线材料结晶度减小,且随着纱线材料中棉秆皮纤维质量分数增加,纱线材料的钡值增大,强度减小。

棉秆韧皮纤维化学-生物酶联合脱胶工艺研究

参照GB 5889—1986《苎麻化学成分定量分析方法》,测定经正交试验设计的化学-生物酶联合脱胶后棉秆韧皮纤维各组分的质量分数,寻找最优生物酶脱胶工艺;再利用红外光谱仪分析最优工艺条件下,生物酶处理前后棉秆韧皮纤维结构的变化,并对经过化学预处理与经过化学-生物酶处理的棉秆韧皮纤维的力学性能进行测试。研究表明:生物酶浓度4 g/L、p H值11、温度65℃、处理时间18 h,是棉秆韧皮纤维生物酶脱胶的最优工艺组合;化学-生物酶脱胶工艺并未改变棉秆韧皮纤维的纤维素Ⅰ结构,但其承重却提高了近2倍。

PP/棉秆皮纤维复合材料非等温结晶行为的研究

采用差示扫描量热法(DSC)研究了纯聚丙烯(PP)及PP/棉秆皮纤维复合材料的非等温结晶行为;研究了不同棉秆皮纤维含量对PP/棉秆皮纤维复合材料结晶行为的影响;并分别采用Avrami模型、Ozawa模型和Mo模型描述了PP/棉秆皮纤维复合材料的非等温结晶动力学。结果表明:PP结晶速率随棉秆皮纤维含量的增加而提高;棉秆皮纤维的存在提高了PP的结晶度,纤维含量对结晶度的影响较小。Avrami和Mo模型能够较好描述PP/棉秆皮纤维复合材料的非等温结晶动力学过程,而Ozawa模型则不适合。

偶联剂复配对棉杆皮纤维聚乳酸板材的影响

采用复配偶联剂改性处理棉杆皮纤维,再与聚乳酸(PLA)混炼制备阻燃复合板材,以进一步提高板材的力学强度。试验选用A171型硅烷偶联剂、KH550型硅烷偶联剂、TC114钛酸酯偶联剂两两进行复配,并对棉杆皮纤维进行改性处理。通过正交试验,得到偶联剂复配最优工艺条件为:KH550硅烷偶联剂与A171硅烷偶联剂复配、偶联剂总量3%、两种偶联剂比例1:1,所得复合板材的冲击强度、弯曲强度和拉伸强度均能达到最优,与未改性棉杆皮纤维的复合板材相比,各力学强度指标均有明显提高。

棉秆皮纤维素/氧化石墨烯纤维的制备及其力学性能和吸附性能

为提高纤维素基纤维的强力及其对阳离子染料亚甲基蓝的吸附能力,利用超声分散和湿法纺丝法,制备了含有不同质量分数氧化石墨烯(GO)的棉秆皮纤维素/GO纤维。借助透射电子显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪分析了棉秆皮纤维素/GO纤维的形态和结构,探讨了GO质量分数对纤维断裂强力和吸附量的影响,并对吸附实验数据进行拟合分析。结果表明:随着GO质量分数的增加,纤维的断裂强力先增大后减小;GO质量分数为0.4%时,纤维断裂强力最优为31.12 cN,与未添加GO的纤维相比断裂强力提高了84%;纤维对亚甲基蓝的吸附量随着GO质量分数的增加而增加,吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型,属于单分子层的吸附,吸附过程为自发的放热反应。

氧化石墨烯对棉秆皮纤维素气凝胶球结构的影响

采用超声分散法将氧化石墨烯(GO)分散到二甲基亚砜中,再将混合液与棉秆皮微晶纤维素(MCC)和氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMim]Cl)溶解液混合,通过垂直悬滴法制备醇凝胶球,用超临界二氧化碳干燥法制备棉秆皮纤维素/氧化石墨烯(MCC-GO)气凝胶球。采用粒径分布软件、SEM、TG、FTIR对样品的形貌结构进行表征。结果表明,当MCC为[BMim]Cl质量的3%时,纤维素醇凝胶球成型效果最好,平均粒径为2.71 mm;随着GO含量(以MCC质量为基准,下同)的增加,醇凝胶球的平均粒径变化不明显,均匀程度降低,确定系数(R2)由0.9985降低到0.8897;而气凝胶球平均粒径随着GO含量的增加先增大后减小,粒径均匀程度降低,R2由0.9915降低到0.6864,当GO含量为6%时,MCC-GO气凝胶球平均粒径最大,为1.79mm,体积收缩率最小,为57.0%。GO的添加增大了气凝胶内部孔隙,改变了孔结构,提高了MCC气凝胶球的热稳定性和吸附能力。

棉杆韧皮制备纤维素膜

以棉杆韧皮为原料,对其进行浸泡、洗涤,然后采用化学方法进行脱胶处理,得到较为纯净的棉杆韧皮纤维,再用铜氨法制取纤维素膜,并对纤维素膜的透水性、透光性及其在土壤中的降解程度进行了测试。

PP／棉秆皮纤维复合材料非等温结晶行为的研究

采用差示扫描量热法（DSC）研究了纯聚丙烯（PP）及PP／棉秆皮纤维复合材料的非等温结晶行为；研究了不同棉秆皮纤维含量对PP!棉秆皮纤维复合材料结晶行为的影响；并分别采用Avrami模型、Ozawa模型和Mo模型描述了PP!棉秆皮纤维复合材料的非等温结晶动力学。结果表明：PP结晶速率随棉秆皮纤维含量的增加而提高；棉秆皮纤维的存在提高了PP的结晶度，纤维含量对结晶度的影响较小。Avrami和Mo模型能够较好描述PP/棉秆皮纤维复合材料的非等温结晶动力学过程，而Ozawa模型则不适合。