纳米铜热处理竹材制备及其防霉性能

以毛竹为原料,通过将竹材真空浸没于氢氧化铜、聚乙二醇200和二乙醇胺混合溶液中,并在热处理温度为220℃的条件下分别进行4,6和8 h的热处理,借助液相还原原理,在热处理竹材内部生成纳米铜。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对热处理竹材进行定性和定量表征。SEM和EDS检测显示,铜元素存在于竹材内部,并且含量随热处理时间增加而增多;XRD和XPS测试证实了存在于竹材内部的铜元素由纳米铜颗粒和少量纳米氧化铜组成;FT-IR结果表明,竹材中的半纤维素发生降解,亲水性基团数量明显降低。热处理后竹材的力学性能均有一定程度降低,吸湿性明显下降。然而,纳米铜热处理竹材的静曲强度和弹性模量仍分别能达到92 MPa和8.9 GPa,接触角均高于120°,吸湿率均低于5.0%,明显优于热处理竹材。黑曲霉、绿色木霉和桔青霉的防霉性能测试结果显示,纳米铜热处理竹材基本未发生霉变,3种霉菌的平均感染值在0.1以下,霉变防治效力均高于96%,相对于天然竹材和热处理竹材具有显著的改善,表现出优异的防霉性能。本研究提出的一步法制备纳米铜热处理竹材的思路不仅工艺简单,制品性能优异,还将进一步拓宽竹材的应用领域,促进“以竹代塑”的高效发展。

微纤化竹材定向增强环氧树脂复合材料的制备及性能

为了提高竹材的利用率、充分发挥竹材纤维强度高、韧性好的特点,以竹材为原料制备微纤化竹材,并对环氧树脂进行定向增强,制备成微纤化竹材/环氧树脂复合材料。研究了微纤化竹材含量的变化对复合材料力学性能、尺寸稳定性以及热稳定性的影响。结果表明:当微纤化竹材含量为40wt%时,抗拉强度和模量、抗弯强度和模量最高,分别为160MPa、18.2GPa、137MPa和4.6GPa。同时,其24h吸水率、24h厚度膨胀率和24h宽度膨胀率分别为4.98%,3.16%和1.58%,满足重组竹的使用标准。同时,热重分析也显示复合材料呈现出良好的热稳定性。