竹丝模压刨花板的工艺优化研究

采用正交试验法对竹丝模压刨花板制造工艺与产品质量进行优化试验,探讨施胶量、热压温度、热压时间、板坯含水率工艺因素对竹丝模压刨花板物理力学性能的影响,并得到了较优的工艺参数。试验结果表明利用纤维状竹丝可以压制出高质量的竹丝模压刨花板。产品的主要物理力学性能为:密度0.8 g/cm3,弹性模量6 745.7 MPa,静曲强度54.39 MPa,内结合强度0.53 MPa,吸水厚度膨胀率11.3%。

木质素基载药微胶囊的研究进展

近年来,基于天然生物基材料的球形颗粒由于其独特的性质,包括形状、结构和与其他材料结合的能力,受到了越来越多的关注。木质素作为自然界中最丰富的芳香族聚合物,具有抗菌、抗病毒以及生物相容性好等特性,在医药、化妆品和食品领域的应用潜力巨大。以球形木质素颗粒作为载体在包覆药物活性成分治疗癌症等疾病或者包覆杀虫剂、抗菌剂等药物应用于农药的控释制剂等方面都取得了初步的研究成果。首先,简要介绍了木质素基载药微胶囊的基本理化性质及释放影响因素;接着,概括了木质素基载药微胶囊的制备方法与对应的特点及优势,为微胶囊的制备提供更多理论依据;然后,综述了具有生物医药应用型与化学农药应用型木质素基载药微胶囊的应用进展及亟需解决的关键问题;最后,展望了木质素基载药微胶囊的发展前景及进一步的工作重点。

催化和机械辅助柠檬酸水解法高得率制备纤维素纳米晶体

以漂白蔗渣浆为原料,氯化铁为催化剂,通过短时微射流辅助柠檬酸水解法高得率制备了具有高羧基含量的纤维素纳米晶体(CNC)。研究发现,氯化铁的加入明显提高了CNC的制备效率,最优条件下得率可达60.2%;同时明显减小了纤维尺寸(119~507 nm)、提高了产物表面羧基含量(1.01 mmol/g CNC)和结晶度(74.7%);制备的CNC具有良好的耐热性和分散稳定性。此外,预处理有效降低了后续CNC制备的机械能耗,且药品回收率高于89%。

CNCs增强相分离法构建PVDF/PDMS超疏水表面

采用非诱导相分离法,将纤维素纳米晶(CNCs)与两种聚合物(聚偏二氟乙烯和聚二甲基硅氧烷)进行结合,利用CNCs之间的静电排斥力及其大比表面积特性有效降低相分离过程中聚合物的聚集,减小了粒子尺寸,增强了粒子分散性,在棉布、木板和玻璃表面构造了精细、均匀的微纳米粗糙结构。采用FTIR、SEM、AFM、接触角测量仪、3D光学轮廓仪对CNCs和超疏水表面的形貌、结构和超疏水性进行了表征。结果发现,棉布、木板和玻璃表面的水接触角最高分别可达158.0°、156.8°和153.8°,滚动角最低分别为2.0°、2.7°和3.4°,呈现出明显的超疏水特征。经过机械摩擦(约500次)、酸碱处理(pH 1~13)、温度变化(–40~40℃)以及紫外光照射(0~320 h)后,基材表面仍具有较好的超疏水性。此外,基材具有优异的自清洁性和油水分离效率,超疏水棉布的最高分离效率可达98.4%。

基于天然多糖的绿色表面活性剂

多糖分子结构具有两亲性,能够较好地吸附在相界面上并表现出改善固-液、液-液之间相容性的能力。此外,多糖独特的理化结构使其在溶液中具有良好的流变学性质以及形成凝胶网络的能力,能够在较低表面活性下体现出较好的界面吸附能力,常被用于多相体系的乳化、分散、增稠和稳定。化学改性可对天然多糖进行亲水-疏水平衡,并赋予其一定的化学活性、表面电荷、流变性能等,能够获得性能更加优异的绿色大分子表面活性剂。该文主要介绍了多糖在表面活性剂中的应用,主要包括纤维素、淀粉、半纤维素、甲壳素、天然树胶等,并从多糖独特的理化性质、结构以及改性特点出发,剖析其对乳化、分散、破乳、增溶等表面活性作用的影响,阐述多糖及其衍生物在表面活性剂中的研究进展及应用潜力。最后,指出非共价结合是一种具有很大发展潜力的多糖表面活性增强手段。

蔗渣大分子半纤维素和纳米纤维素的一体式全制备

使用质量分数4%~20%的NaOH溶液预处理蔗渣,以33.5%~73.1%的较高得率获得了平均分子质量为40~60 kDa的大分子半纤维素,然后采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化法,在没有额外机械力作用下,将抽提后的残渣成功转化成直径小于15 nm、长度几十纳米至2μm且分散性很好的TEMPO氧化纤维素纳米晶体(TOCN)。研究还发现,NaOH预处理不但可以有效地从蔗渣中提取半纤维素,而且明显提高了TEMPO氧化法制备纳米纤维素的效率。传统TEMPO氧化纤维原料需机械处理且只能制备CNF,而本研究通过NaOH预处理协同TEMPO氧化法,无需机械处理即可得到具有较好尺寸的CNC。另外,预处理所用碱浓的增加导致纤维素的晶型发生转变,且随着预处理时间的延长,其发生转变时所需的碱浓降低。

利用二醛木聚糖一锅法制备纳米银抗菌水凝胶

利用二醛木聚糖(DAX)可与羧甲基壳聚糖(CMCS)及银氨溶液同时反应的特性,以聚乙烯醇(PVA)为结构稳定剂,一锅法制备了具有优异抗菌性能的CMCS/PVA纳米银抗菌水凝胶。采用FTIR、TGA、TEM、XRD和SEM对DAX,纳米银粒子(SNPs)和水凝胶的形貌、结构进行了表征。结果表明,DAX在整个反应中起到了双功能作用,成功地与CMCS和PVA发生反应,共同构成了双网络结构的水凝胶,提高了水凝胶的热稳定性及力学性能。DAX在室温条件下能快速还原出SNPs,SNPs粒径在20~80 nm之间,具有较好的分散性。SNPs的参与使CMCS/PVA水凝胶对大肠杆菌和金色葡萄球菌抗菌效果显著提高。此外,制备的水凝胶具有良好的细胞相容性,其对L929细胞的细胞相对存活率都在95%以上。

羧甲基化对木聚糖结晶能力及水铸膜成膜性能的影响

木聚糖类半纤维素(简称木聚糖)是自然界中储量丰富的天然高分子,但是其在聚合物材料领域的应用尚未得到深入开发。木聚糖水铸膜的成膜性能参差不齐、成膜之后的力学性能较低等缺点阻碍了其在功能涂料及包覆材料中的应用,因此对木聚糖理化结构与其水铸膜成膜性能之间的构效关系进行研究十分重要。前期研究已发现,脱乙酰木聚糖的水合结晶是阻碍其水铸膜成膜的关键因素,而木聚糖结晶又受到其原生支链的调控,但是化学衍生化引入的支链对木聚糖结晶的影响还不清晰。笔者利用氯乙酸钠在碱性条件下对脱乙酰木聚糖进行羧甲基化改性,制备了羧甲基取代度为0.27~0.92的羧甲基木聚糖(CMH),并分析了羧甲基化改性对脱乙酰木聚糖结晶能力及水铸膜成膜性能的影响。结果表明:羧甲基的引入降低了CMH的结晶度以及玻璃化转变温度(T g),改善了木聚糖的水铸膜成膜性能;但是,羧甲基的引入不利于水铸膜力学性能的提升,取代度为0.58的木聚糖水铸膜在50%相对湿度下的抗拉强度为10.3 MPa,而取代度为0.92的在相同条件下的抗拉强度仅为0.26 MPa。

相对分子质量对木聚糖结晶能力的影响

利用木聚糖酶非均相处理木聚糖,通过控制酶解时间制备出了不同相对分子质量的木聚糖样品(X0~X6),并使用质量分数2%或4%的NaOH溶液对酶处理木聚糖进行分散或溶解,再经乙醇沉淀得到经碱液处理的木聚糖样品。通过对酶处理的木聚糖以及进一步经碱液处理的木聚糖进行X射线衍射(XRD)分析,重点探讨了相对分子质量对木聚糖结晶能力的影响。研究发现:非均相的木聚糖酶处理2.5 h,重均相对分子质量(M_(w))降至25 700,数均相对分子质量(M_(n))为5 400,多分散指数(PDI)为4.73;之后,随着酶处理时间的进一步延长,木聚糖M_(w)变化不大,M_(n)继续下降,PDI继续升高。非均相的木聚糖酶处理以及进一步的非均相碱液(2%NaOH溶液)处理可以破坏木聚糖的水合晶结构,使其XRD特征峰的峰强变弱,结晶度降低。将不同相对分子质量的酶解木聚糖进行均相碱液处理,完全溶解于4%NaOH溶液,重新沉淀后的木聚糖XRD谱图显示木聚糖水合晶完整的结晶结构能够再度形成,且结晶度与未处理木聚糖相比变化较小,说明非均匀地降低木聚糖相对分子质量对其结晶能力没有明显影响。

两亲性海藻多糖在乳化和分散中应用的研究进展

海藻多糖是一种天然的凝胶多糖,其分子链上原生的亲水、疏水基团赋予其天然的两亲性,能够在一定程度上改善非均相之间的界面相容性,具有天然凝胶网络结构的海藻多糖还可在溶胶体系中有效阻止分散相之间的再聚集,因而海藻多糖在乳化及分散中具有极佳的应用潜能。本文介绍了海藻酸盐、岩藻多糖、卡拉胶、琼脂、石莼多糖等常见海藻多糖的化学组成、结构与性质,并从其糖基单元上的羧基、硫酸酯基等亲水基团与甲氧基、乙酰基、蛋白质等疏水基团构成的两亲性结构出发,总结了两亲性结构对海藻多糖分子构型、表面活性及流变性质的影响,进而综述海藻多糖两亲性结构在乳化和分散中的应用。同时,还总结了通过物理或化学手段增强海藻多糖两亲性能的相关研究,例如带电疏水粒子的静电耦合、长碳链疏水化合物的化学接枝等,介绍了衍生化海藻多糖在乳化和分散中应用的研究进展,并对海藻多糖界面吸附活性增强的方向进行了展望。

竹丝模压刨花板的工艺优化

我国是竹材资源大国,目前竹林面积和竹材产量都居世界第一位。竹子资源完全可以替代木材资源,推广以竹代木,是解决目前森林资源严重匮乏及解决木材供需矛盾的最佳途径。