碳酸钙对三聚氰胺脲醛树脂胶黏剂性能的影响

三聚氰胺脲醛(MUF)树脂在我国的应用十分广泛。为了通过使用少量的改性剂对MUF树脂胶合强度和耐水性等方面起到较积极作用,利用200目(0.074mm)碳酸钙粉体作为MUF树脂的改性剂,采用普通脲醛树脂合成工艺制备改性MUF树脂,改性剂用量仅为树脂总质量的0.5%。测试各组树脂的理化性能,同时测试了使用树脂制备中密度纤维板的物理力学性能。结果表明:碳酸钙的加入显著提升了MUF树脂的黏度和固化时间;碳酸钙作为改性剂能显著提升MUF树脂制备纤维板的各项力学性能,其MOR提升超过15%,至39.23 MPa;改性MUF树脂制备板材的耐水性能也有所提升。

不同摩尔比脲醛树脂的制备及其在刨花板中的运用

为了探究不同F/U摩尔比在同一制备工艺下对脲醛树脂的影响,采用0.9、1.0、1.05、1.1不同摩尔比分别制备脲醛树脂,以此分析脲醛树脂的理化性能,同时为了更好地探索脲醛树脂的应用性,制备刨花板并分析刨花板力学性能。结果表明:1.05摩尔比条件下综合性能最佳。在最佳工艺下制备脲醛树脂游离甲醛质量分数为0.21%,刨花板板材MOR与MOE为14.07MPa和1933MPa,IB为0.48MPa,甲醛释放量为2.1mg(100g)^(-1),所制备刨花板都满足国家标准P2型,该研究为脲醛树脂的制备工艺以及刨花板实际应用生产提供了科学依据.

典型硼化合物对毛竹热降解与燃烧性能的影响

利用热重和锥形量热仪研究硼酸、硼砂两种典型硼化合物对毛竹热降解和燃烧性能的影响。结果表明:硼酸、硼砂能降低竹材的最大热解速率,缩短高温热解区间,促进残炭生成。与未处理材相比,硼酸、硼砂明显减少竹材燃烧过程中的热量释放,热释放速率降至未处理材的50%左右,总热释放量的降幅分别达50.6%、44.1%。硼酸、硼砂也能抑制竹材燃烧时的烟释放,总烟释放量分别下降95.3%、91.6%。硼酸、硼砂处理竹材能发挥高效的阻燃抑烟功效。

林业废弃物栽培食用菌研究现状及展望

食用菌栽培是将农、林废弃的生物质原料转化为真菌菌丝体的生物发酵过程,其生产过程需要消耗大量的木质素、纤维素等生物质资源。林业废弃物中含有大量的适合食用菌生产的生物质资源和其他营养元素。但对于林业废弃物的种类及其生物化学特性,可栽培食用菌的种类、相关配方研究及生物学生产效率等问题,尚缺少系统的综述研究。本文对林业废弃物栽培食用菌存在的问题和应用前景进行了展望,该产业的形成,对于林业废弃物资源化利用和保障粮食安全有重要意义。

木塑复合材料功能化改性研究进展

木塑复合材料(WPC)是采用木质材料和塑料加工制备而成的一种绿色、环境友好新型材料,具有强度高、力学性能好、可循环使用及成本低等优势,被广泛应用于建筑材料、室内装饰材料、包装及运输材料和文化体育等领域。WPC不仅解决了废弃木质纤维材料综合利用率低及处理废弃木质纤维材料带来的环境污染等问题,而且有助于缓解废旧塑料引发的"白色污染"等重大环境问题,是废弃木质纤维和废旧塑料再生利用的一个趋势,具有广阔的市场空间和应用前景,已成为当今木质材料和塑料加工领域的研究热点之一。然而,WPC中的木质材料和塑料都是易燃物质,且燃烧产生的烟易造成人员伤亡;WPC使用过程中容易受到自然环境的影响,显著降低其物理力学性能及耐久性能;同时,由于WPC中含有木质材料,使用过程中容易遭受微生物的侵袭和破坏,导致材料变质而影响使用,甚至危害人体健康。以上缺陷严重影响其使用范围和使用寿命。近年来,研究者们致力于改善WPC的阻燃抑烟、耐老化、耐候及抗菌性能,取得了显著的成果。在实现阻燃抑烟、耐老化、耐候和抗菌功能化WPC时应用较为广泛的方法包括添加改性剂、对木质材料或塑料基体进行预处理、对WPC表面进行改性处理等。由于添加改性剂和对WPC进行表面处理具有操作简单、成本低等优势,已成为实现WPC功能化最常用的方法,可广泛用于WPC的加工。常用的阻燃抑烟剂包括聚磷酸胺(APP)、次磷酸铝(AHP)、纳米金属化合物、金属氢氧化物及含氮磷化合物等,耐老化剂、耐候剂包括受阻胺光稳定剂、紫外吸收剂、紫外线稳定剂及颜料等,抗菌剂包括纳米二氧化钛、纳米粘土、硼酸锌等。WPC表面改性处理主要是表面涂刷功能性涂料或接枝功能性试剂。目前,WPC的功能化研究集中于单一功能的增强,多功能的WPC有待进一步研究。WPC功能化改性是拓宽其应用范围、延长使用寿命和提高安全使用性能的关键。本文综述了WPC阻燃抑烟改性、耐老化和耐候改性及抗菌改性等功能化改性的研究进展,介绍了WPC的阻燃抑烟、耐老化、耐候及抗菌性能等功能表征手段,并对其发展趋势进行了展望,提出了WPC功能化改性亟待解决的难题。

木塑复合材料在绿色建筑中的应用

对木塑复合材料(WPC)在建筑模板、地板、墙板和家具等绿色建筑领域的应用现状进行综述。同时,总结了WPC的相关指标及检验检测标准,为开发制备具有更加优秀品质的功能化WPC提供依据。WPC符合国家政策和发展规划,在绿色建筑领域具有巨大的潜在市场和广阔的应用前景。

APP-SiO_2凝胶/杨木阻燃复合材料制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备聚磷酸铵(APP)-SiO2凝胶/杨木阻燃复合材料,表征其微观形貌、结构组成、物理力学性能,并研究其阻燃抑烟作用机理。结果表明,APP-SiO2凝胶主要分布在木材导管、木射线及细胞间隙中,凝胶体系与木材纤维素形成氢键紧密结合。复合材料在700℃的失重率仅为素材的71.9%,残炭量由5.4%上升到31.9%,热稳定性改善。复合材料的热释放速率、总热释放量、烟生成速率、总烟释放量较未处理木材均明显降低,当APP浓度为18%时,复合材料的总烟释放量仅为素材的4.9%,表现出高效的阻燃抑烟特性。尽管复合材料的静曲强度略微降低,但其弹性模量明显上升,增幅高达35.8%。

3种无机镁系化合物对木材的阻燃特性及作用机理

为探明无机镁系化合物对木质材料的阻燃效果及特性,采用锥形量热(CONE)和热重-示差扫描量热法分析了经3种重要无机镁系化合物——氢氧化镁、氯化镁和碱式碳酸镁处理木粉的燃烧性能、发烟性能和成炭特性。结果表明:3种镁系化合物均明显降低木材的热释放速率(HRR)和总烟释放量(TSP),表现出良好的阻燃抑烟效果;3种镁系化合物通过不同机理阻滞木材燃烧,氢氧化镁在木材开始大量热解温度附近脱水并在木材表面生成熔融物而产生阻燃作用,氯化镁在凝聚相和气相阻燃,碱式碳酸镁部分分解为不燃气体抑制木材燃烧;碱式碳酸镁与氯化镁对木材具有协同阻燃抑烟效果。

木塑复合材料界面调控及其表征技术研究进展

木塑复合材料(WPC)是一种高性能、高附加值、环境友好且应用广泛的新型材料,其天然植物纤维和塑料基体间的界面调控成为WPC研究的热点和重点。综述了WPC界面调控方法,主要包括天然植物纤维调控、塑料基体表面改性、添加改性剂等方法,同时还介绍了WPC界面表征技术,如傅里叶红外光谱分析、扫描电子显微镜分析、透射电子显微镜、X射线光电子能谱分析、动态热机械分析、纳米压痕技术和原子力显微镜分析等表征技术,指出了WPC界面调控及其界面表征技术需要解决的问题,以期提高WPC的研究和开发水平。

氢氧化铝/硼酸锌复配改性中密度纤维板的阻燃性能

在纤维板生产过程中添加无机阻燃剂,能显著提高其阻燃性能,这对于人身安全至关重要。通过使用氢氧化铝与硼酸锌复配改性中密度纤维板来研究其阻燃性能,对制备的阻燃纤维板进行热重/差示扫描量热以及锥形量热分析。结果表明,无机复配阻燃剂可以显著提高纤维板的热稳定性(残余物量达45%)和烟释放量(降低60%),均显著高于氢氧化铝或硼酸锌单独处理时的阻燃纤维板。利用无机阻燃剂自身不同的阻燃机制,发挥协同效应,可以实现高性能阻燃剂的配制和阻燃纤维板的制造。

纳米二氧化钛基木材防腐剂的分散特性与界面特征

纳米二氧化钛(TiO2)的团聚和分散是制备水基型纳米TiO2防腐剂的关键问题。采用光度分析法、XRD分析技术、扫描电镜和FTIR分析技术分别研究了钛酸酯NDZ-105、六偏磷酸钠对TiO2的分散性能的影响,改性前后TiO2晶型变化及改性TiO2在木材中的分布与界面特征。结果表明:纳米TiO2悬浮液的分散性随两种分散剂的添加量增加而呈现先增大后减小的趋势,当钛酸酯NDZ-105为5%、六偏磷酸钠添加量为3%～5%时可得到分散性能稳定的纳米TiO2防腐剂;分散改性后的纳米TiO2,保持了锐钛矿的晶体衍射特征;改性后TiO2粒子成功进入木材内部,呈颗粒状或球状,TiO2与木材纤维素发生氢键结合和共价键结合,3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸丁酯(IPBC)仅与木材纤维素发生氢键结合。

阻燃剂对中密度纤维板阻燃抑烟性能的影响

利用热重/示差扫描量热仪(TG/DSC)、锥形量热仪(CONE)及扫描电子显微镜(SEM)研究聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)对中密度纤维板(MDF,实验室制备面积为930.25 cm 2)阻燃抑烟性能的影响,每个板材种类重复测试3次,取平均值。结果表明:APP阻燃剂增加了MDF的残余物质量(比未处理的素板多5.93%),降低了燃烧过程中的热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、热释放速率峰值(peak-HRR)等,且在燃烧38 s后熄灭,阻燃效果明显,但总烟释放量(TSP)在试验结束时一直呈上升趋势,抑烟效果较差。ZB阻燃剂比素板的残余物质量提高8.79%,降低燃烧过程中的HRR、THR、peak-HRR、TSP、产烟速率(SPR)、一氧化碳产率峰值(peak-COY)、二氧化碳产率峰值(peak-CO 2 Y)等,peak-COY较未添加阻燃剂降低98.65%,抑烟效果明显;但ZB阻燃MDF燃烧后残留了白色灰烬残余物,阻燃效果较差。APP+ZB阻燃剂比素板的残余物质量提高15.97%,降低了燃烧中的热烟释放,peak-COY较未添加阻燃剂降低77.03%,APP+ZB使MDF燃烧后形成致密的炭层,单根纤维成炭完整,APP与ZB中的P、N、B元素具有协同成炭作用,促进了炭层的生成,具有显著的阻燃抑烟效果。APP与ZB复配使用,在高效阻燃的同时减少烟雾毒气释放,降低火灾危害。

木材细胞壁纳米纤维分形构造径向和弦向变异规律

将分形理论引入木材细胞壁超微构造的研究,以偏光显微镜测得细胞壁S2层平均微纤丝角θ为基本参量,研究木材细胞壁中纳米纤维的分形维数值D沿径向和弦向的变异规律。结果表明,分形维数值沿径向近髓心处数值最大,向树皮方向经历骤降阶段和缓降阶段,呈波动式下降;分形维数值沿弦向的最大值偏移趋势不明显,波动下降过程缓和,无明显的阶段性特征。

栎木应力木生长偏向性分析

该实验的目的是观察栎木枝条的年轮偏向性和应拉木的显微及化学特性。结果表明,栎木枝桠木髓心偏向上侧,即下侧的生长比上侧迅速。双染色法和SEM的观察发现,胶质层同时发生于枝桠木上下侧的纤维细胞,但上侧的应拉程度比下侧稍显严重。化学分析结果显示,枝桠上下侧的a-纤维素含量仅比正常木高2%~3%,木质素含量仅比正常木低2%~4%。该实验的结论是,栎木枝桠木中反应木同时发生在上下两侧,只是应拉程度有差异,而枝桠木下侧生长迅速造成髓心偏向上侧。

贵州油茶主产区土壤重金属环境质量状况及风险评价

为评价重金属污染对油茶籽油质量安全的影响,分析了贵州省油茶产地256份土壤样品中重金属元素Pb、Cd、Hg、As、Cu和Cr的含量,并采用地积累指数法、潜在生态危害指数法和健康风险评价模型对土壤重金属污染进行风险评价.结果表明,Pb、Cd、Hg、As和Cu含量超过贵州土壤背景值占比大于50%以上,Cr约10%的样点超过背景值.土壤中Cd和Hg含量超过管制值(GB 15618-2018)的样点分别占总样点的13.9%和0.39%,Pb、As、Cu和Cr含量无超过管制值的样点.地积累指数法评价结果表明,产区土壤主要受Cd、Hg的污染,污染程度主要为轻度和中度污染,样点占比分别为33.6%和38.68%,而Pb、As、Cu轻度和中度污染占比均低于6%.Cd和Hg在综合潜在生态指数中占比最重,对综合生态风险平均贡献率分别为30.84%和56.35%.综合生态风险中轻微、中等、重度、强烈污染程度的样点分别占总样点数的33.59%、40.63%、16.80%、8.98%.重金属对儿童的非致癌风险高于成人,成人和儿童综合非致癌风险(THI)分别为0.795、4.82,综合致癌风险(TCR)分别为1.58×10^(−5)、6.56×10^(−5),儿童的非致癌风险主要由As贡献,致癌风险主要由As和Cr贡献,致癌风险对于成人和儿童整体处在可接受水平.

防潮纤维板用三聚氰胺改性低物质的量比脲醛树脂胶粘剂研究

低物质的量比脲醛树脂胶粘剂制备的纤维板的力学性能及防潮性能低,因此通过脲醛树脂的改性处理对提高纤维板的性能具有重要意义。以三聚氰胺为改性剂,采用一次性加入的方式制备三聚氰胺改性低物质的量比脲醛树脂。探究了不同三聚氰胺用量对脲醛树脂及其制备的纤维板理化性能的影响。研究结果表明:当三聚氰胺质量分数从0增加到25%,改性脲醛树脂的贮存稳定性较好,固化时间先延长后缩短,游离甲醛释放量先降低后增加但均处于E1级以下;三聚氰胺的加入显著提高了脲醛树脂的胶接性能及耐水性能,三聚氰胺用量达到25%时,纤维板的吸水厚度膨胀率可以从12.73%降低至3.69%;三聚氰胺的加入封闭了亲水性基团,降低了脲醛树脂固化后的结晶度,提高了纤维板的力学性能和防潮性能。

有机肥磷替代化肥磷对小麦苗期生长及土壤养分的影响

【目的】研究不同比例油桐饼粕有机肥磷替代化肥磷对小麦苗期生长和土壤养分的影响,为油桐饼粕有机肥在小麦种植中的合理应用提供参考。【方法】以小麦品种黔麦22为试验材料,设6个处理,分别为常规施化肥磷处理(T1)和5种有机肥磷替代化肥磷处理(有机肥磷替代量分别为10%、20%、30%、50%和100%,依次表示为T2、T3、T4、T5和T6)。分析不同施肥处理对土壤养分含量、土壤酶活性及苗期小麦根系形态、养分吸收的影响。【结果】适宜比例的油桐饼粕有机肥磷替代化肥磷处理能显著增加小麦根际土壤养分含量和土壤酶活性(P<0.05,下同),其中T2处理根际土壤水解氮和速效钾含量及土壤中性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性最高,分别较T1处理增加34.51%、30.60%、115.94%、60.98%和92.68%。适宜比例的油桐饼粕有机肥磷替代化肥磷处理也能显著增加小麦茎叶和根干重、根系形态指标及小麦对氮、磷、钾养分的吸收累积量,其中T2处理各指标均最高,小麦茎叶干重、根干重、根冠比、总根长、根表面积和根体积分别较T1处理增加18.11%、102.56%、71.50%、109.76%、59.02%和105.26%,小麦植株氮、磷、钾含量分别较T1处理增加70.92%、98.04%和79.19%。相关分析结果表明,小麦根系总根长、根表面积和根体积与小麦对氮、磷、钾的累积吸收量均呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】适宜比例的油桐饼粕有机肥磷替代化肥磷能改善土壤养分状况、提高土壤酶活性,促进苗期小麦根系生长及对养分的吸收利用。综合来看,油桐饼粕有机肥磷替代10%化肥磷更有利于满足小麦幼苗生长和维持麦区土壤肥力。

油茶果壳高值化利用研究进展

油茶(Camellia oleifera abel)是我国特有的木本食用油料树种,属山茶科山茶属,在南方有大面积的种植。油茶果壳是油茶果实加工后产生的副产物,随着油茶产业的兴起,每年都会产生大量的油茶果壳。过去油茶果壳的处理方式通常为填埋或直接燃烧,这不仅造成了资源的浪费,还产生了环境污染等问题。对其进行充分利用有助于解决油茶果壳的处理问题,也是提升油茶附加值的重要途径,同时为废弃生物质材料的再生利用开辟了新方向,具有广阔的市场空间和应用前景。活性炭的制备是油茶果壳最普遍的研究,由于油茶果壳复杂的成分和特殊的结构,不同工艺所制备的活性炭性能差异大,且最佳制备工艺还尚无定论。近年来,研究人员不断在活化工艺方面进行优化,并且制备出不同功能的生物质炭衍生材料。此外,根据油茶果壳的多种成分,以油茶果壳为基体的复合材料、茶皂素的提取及其中不同成分的利用已成为当前研究的焦点。油茶果壳成分中所含有的纤维素、半纤维素及木质素作为木质复合材料基体与其他材料的相容性还有待进一步研究;茶皂素、水溶性多糖及类黄酮等物质使得油茶果壳成为众多应用的理想原料,如吸附、脱色、抗癌、抗氧化等。本文从油茶果壳的各种成分及结构特征切入,介绍了油茶果壳在油茶果壳基复合材料、活性炭及茶皂素的提取及应用方面的最新研究,同时结合当今研究的热点如纳米纤维素材料、电极材料等,介绍了油茶果壳在其中积极的作用,以期为油茶果壳的高值化利用提供依据。

花椒剩余物作为刨花板生产原料的应用研究

本工作探究了利用农林废弃物中的花椒剩余物(Pepper residue,PR)作为一种新型的原料替代部分桉木刨花进行刨花板生产的可行性,使用不同添加量的PR刨花制备桉木/PR混合刨花板,测试了板材的各项物理力学性能与热稳定性。结果表明,花椒剩余物适合作为刨花板的生产原料。当使用脲醛(UF)树脂胶黏剂的板材PR添加量为30%时,静曲强度/弹性模量(MOR/MOE)数值达到了15.02 MPa/2827 MPa;当使用异氰酸酯(MDI)胶黏剂的板材PR添加量为10%,MOR/MOE数值达到了15.44 MPa/2490 MPa。其力学性能均远高于刨花板国家标准GB/T 4897-2015中干燥状态下使用的家具型刨花板(P2型)的最低要求。

平菇栽培技术及菌渣利用研究进展

平菇栽培成本低、生长速度快、栽培规模大,具有较高的营养价值、药用价值和较好的医疗保健作用。然而,每生产1 kg食用菌大约产生5 kg菌渣,如不妥善处理可能会对环境造成严重污染,并产生潜在的疾病传播风险。通过介绍平菇品种、平菇栽培原料和平菇栽培方式,分析影响平菇生长及产量的因素,对菌渣利用途径及存在的问题进行综述,并对平菇栽培现状及菌渣利用情况进行展望。