球磨麦草苄基化改性自增强材料的研究

探索了麦草球磨预处理对苄基化改性的影响,并与NaOH溶液预处理进行了对比。球磨预处理可以显著提高麦草反应的可及度和苄基化效率,原料利用率高。还研究了增重率与材料的热塑性以及拉伸强度和弯曲强度的关系,发现随着增重率增加,即麦草苄基化反应程度提高,产物的热塑性越好,但材料的拉伸强度和弯曲强度增加到一定程度后,反而随着增重率的增加而下降。研究表明,控制苄基化改性程度,保留适量的未改性或改性不完全的纤维或微纤丝,作为自增强材料可以提高材料的力学性能。所制备的自增强复合材料的拉伸强度和弯曲强度最高分别达22.5 MPa和33.6 MPa。

NaOH/硫脲/尿素溶液溶解麦草分离纤维素的研究

采用Na OH/硫脲/尿素溶液在低温下溶解提取麦草中的纤维素。通过正交试验确定了预处理麦草在复合溶剂中的溶解条件为溶剂配比每100 g水中Na OH/尿素/硫脲为9∶7∶7(m∶m∶m),溶剂用量为50m L/g,在-10℃溶解90 min。此条件下溶解率可达53.19%,用稀硫酸作为沉淀剂析出富含纤维素的白色絮状麦草纤维素,得率为35.03%,其纤维素含量可达90.28%。红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析结果表明,分离得到的纤维素结构发生了很大的变化,麦草中纤维素是典型的纤维素Ⅰ,白色絮状麦草纤维素晶型由纤维素Ⅰ型向纤维素Ⅱ型转变,结晶度很小。

不同增强材料增强苄基化麦草复合材料的研究

以麦草苄基化产物为基体,分别以球磨胡桑枝条木粉、膨润土、凹凸棒土分别为增强材料进行共混制备复合材料,探讨增强材料与麦草苄基化产物基体的质量比对复合材料力学性能的影响。实验结果表明,复合材料的力学性能要比麦草苄基化产物的力学性能强,其拉伸强度和弯曲强度随增强材料在材料中质量分数的增加,先增加后降低。在3种增强材料中,木粉的增强效果最好,拉伸强度和弯曲强度最大分别达28.6MPa和42.8MPa,增幅分别为27.11%和32.10%。

蒙脱土/球磨木粉/苄基化木粉复合材料的制备研究

对球磨胡桑木粉进行苄基化改性,研究了增重率与材料的热塑性、拉伸强度以及力学性能的关系。以胡桑木粉苄基化产物为基体,蒙脱土和球磨木粉为增强材料进行共混制备复合材料,探讨球磨木粉与木粉苄基化产物基体的质量比对复合材料拉伸强度和弯曲强度的影响。实验结果表明,随着球磨木粉质量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度均先增加后降低,木粉质量分数为15%时达最高,拉伸强度和弯曲强度分别为37.09 MPa和49.24 MPa。

球磨对胡桑木粉可及度影响的研究

为了提高木粉改性反应时试剂对木粉的可及度,采用行星式球磨机对胡桑木粉进行球磨预处理,研究了干磨、加水湿磨以及球磨时间对木粉的粒度、结晶度和可及度的影响。研究结果表明:胡桑枝条木粉干磨4 h粒度达到最低值,中位径(D50)为8.982μm,纤维素结晶度明显降低;4 h后由于发生团聚现象,粒度反而随球磨时间延长而增大,结晶度不再变化;干磨木粉的粒度越小,木粉的可及度越高。湿磨时,由于水的分散阻聚作用,粒度随球磨时间的延长逐渐减小,球磨12 h原料D50达到4.357μm;木粉湿磨后不同干燥方式对木粉的结晶度和可及度影响很大:湿磨木粉经烘箱干燥后的结晶度显着高于冷冻干燥的;烘箱干燥的湿磨木粉可及度比未球磨木粉小,且随湿磨木粉粒度的减小而降低;冷冻干燥的湿磨木粉可及度与未球磨木粉相比明显提高,而且高于干磨时间相同的木粉。

不同预处理后麦草的组分变化及溶解性能

研究采用乙二胺、氢氧化钠和硫酸等对麦草进行预处理,分析预处理后麦草的组分变化,并通过X射线衍射对麦草秸秆纤维结晶度的变化进行表征。结果表明,先碱后酸预处理后麦草秸秆纤维的结晶度上升最大。麦草经过预处理后可以溶解在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液中,通过对比几种预处理麦草的溶解性能,表明经过先碱后酸预处理后的麦草在氢氧化钠/硫脲/尿素/水的溶液中溶解性能最好。

不同材料增强苄基化木粉复合材料的制备

研究了球磨胡桑木粉苄基化改性后的增重率与材料热塑性以及力学性能的关系。随着增重率的增加,即胡桑木粉苄基化反应程度的提高,产物的热塑性变好,但材料的拉伸强度和弯曲强度增加到一定程度后,反而随着增重率的增加而下降。以胡桑木粉苄基化产物为基体,分别以球磨胡桑木粉、蒙脱土为增强材料进行共混制备复合材料,探讨增强材料与木粉苄基化产物基体的质量比对复合材料力学性能的影响。试验结果表明,复合材料的力学性能优于胡桑木粉苄基化产物,其拉伸强度和弯曲强度随增强材料质量分数的增加而先增加后降低。

麦草在TEAc-DMSO体系中的溶解性能

考察了四乙基氯化铵(TEAc)-二甲基亚砜(DMSO)混合溶剂体系对麦草的溶解条件,采用傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征溶解效果。结果表明,120℃、盐浓度2.0 mol/L溶解24 h可以得到较优的溶解效果。与LiCl-DMSO体系进行比较,在相同的条件下,TEAc-DMSO体系的溶解率都高于LiCl-DMSO体系。阳离子的差别对溶解木质纤维素有较明显的影响。