大规模定制家具OPF生产锯图排序优化

【目的】大规模定制是家具制造业转型升级的重要模式,高度自动化的OPF生产是其智能制造的主要发展方向之一。揉单生产是定制家具提升板材利用率从而缩减生产成本的重要手段,在OPF生产中对分拣工序提出了较高的要求。本研究着眼于大规模定制家具OPF生产中揉单与分拣的矛盾,通过锯图排序优化实现分拣来料的有序,进而使订单齐套进程更为平顺,缩减分拣仓峰值库存,达到缓解分拣压力、压缩分拣仓库容和扩大揉单规模的目的,推动实现大规模定制家具OPF生产的稳定。【方法】通过在定制家具生产一线展开长期研究,从OPF生产下的制造基本逻辑着手,探索基于现有设备条件在不引起板材利用率损失的前提下实施优化,提出以各订单板件在批次加工中的离散程度最小化为目标开展锯图排序优化,形成相关基础数据的采集与处理方法,构建锯图排序优化问题数学模型,运用遗传算法实现问题的求解并从订单板件离散程度、订单齐套进程以及分拣仓峰值库存3个维度进行优化效果评价,实现了大规模定制家具OPF生产锯图排序优化问题的求解。【结果】从欧派家居集团柜身生产线采集基础数据并进行处理,通过小规模测试验证可行性,并通过大规模测试测定总体效果。3个批次的小规模测试表明本研究提出的锯图排序优化方法具有可行性,各批次中订单板件的离散程度不同程度的缩小,批次订单齐套进程相比优化前更为平滑,分拣仓峰值库存相比优化前明显降低。3个工作日共51个批次的大规模测试各批次平均分散度缩减21.73%;首单及批次1/4订单齐套所需锯图数量降低37.27%与19.86%;分拣仓峰值库存平均降低105.25张板件,降低15.17%,表明锯图排序优化具有普遍适用性。【结论】通过锯图排序优化,可以在OPF生产的现有设备条件和板材利用率不变的前提下,以降低订单板件离散程度为目标实现有序化加工,从而平滑订单齐套进程,缓解机器人分拣前后段出入库严重失衡现象,实现分拣仓库容的压缩或揉单规模的进一步扩大,对于推动大规模定制家具智能制造的发展具有一定的借鉴意义。

纤维素自愈合水凝胶研究进展

水凝胶是由亲水性聚合物通过物理或化学交联方式形成的3D网络结构材料,通常具有亲水性、黏弹性、生物相容性等特点,广泛应用于生物工程、柔性电子等领域。传统水凝胶一般采用化石基聚合物为原料,其使用和废弃过程对人体和环境存在潜在威胁;同时水凝胶长时间使用后,在机械外力作用下易产生破坏,从而会对其结构完整性和性能产生影响。具有自我修复能力的水凝胶破损后利用超分子相互作用或可逆共价作用可以恢复到与起始状态几乎相同的机械性能,对延长水凝胶使用寿命具有重要意义。纤维素是一种天然有机聚合物,主要来源于自然界中的树木等天然材料,具有无毒、无害、生物相容性好等优点,符合绿色环保理念,应用前景广阔。纤维素链上丰富的含氧基团可与水分子形成氢键网络,有利于制备具自愈能力的水凝胶。对纤维素进行化学改性得到纤维素衍生物,如羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等,可以扩大其在水凝胶领域的应用。本研究综述以纤维素以及纤维素衍生物为原料的一类自愈合水凝胶,总结传统自愈合水凝胶存在的缺点并提出相关改性策略。纤维素因自身晶体结构以及内部超分子相互作用导致其在水中难以溶解,故一般采用分散体系或溶解体系进行纤维素水凝胶的制备,通过调控水凝胶的三维结构,利用可逆共价作用(酰腙键、二硫键交换等)和非共价作用(氢键、疏水作用、主客体相互作用等)赋予其自我修复能力。由于这种可逆交联的存在,传统纤维素自愈合水凝胶一般机械性能较差,同时因现阶段对纤维素自愈合水凝胶的功能开发比较单一,限制其在各领域的应用。本研究介绍构建智能网络结构、仿生自然生物伤口愈合机制、功能化改性的方式,总结新型多功能智能纤维素自愈合水凝胶构筑的方式,结合自愈合水凝胶取得的相关研究成果,提出纤维素自愈合水凝胶现阶段仍需解决的问题,并对自愈合水凝胶的应用前景进行展望。

竹材酶水解制备单糖的预处理研究进展

糖类是生物体的基本营养物质和重要组成成分,糖平台化合物指糖类经生物或化学转化而来的基本化学物质,并可进一步转化为高价值的生物基化学品或材料。利用资源量大、生长周期短的竹材制备单糖,进而开发一系列生物基糖平台化合物,前景广阔。竹材可通过绿色、环保、可持续的生物酶水解工艺制备单糖,其中最关键的步骤是预处理,要求成本合理、废液处理过程简便环保,且木质素能够有效利用。本研究综述近10年来预处理对竹材酶水解制备单糖的影响,从反应机理、底物收率、底物中纤维素含量、酶水解性能和糖降解生成发酵抑制物等角度,概括总结物理法、化学法、物理化学法、共晶溶剂法、有机溶剂法和其他方法等预处理方法的优势和不足。基于绿色高效转化利用的目标,建议竹材预处理制备单糖要综合考虑预处理工艺、生物酶制剂、竹种、竹龄和木质素高值化利用等因素,并提出未来竹材生物炼制技术的研究方向:1)竹材的致密和坚硬结构是影响其高效预处理的重要因素,需探索系统的低耗能破碎方法;2)研发具备廉价、绿色、工艺简便和降解产物少的预处理药剂以及符合竹材结构特性的预处理方法;3)研发竹材木质素高值化利用关键技术与工艺,推进竹材原料全化学组分利用。

基于树木望高比的材积计算方法研究

分析望高法计算树木材积的原理、适用范围,但因为望高点可能被遮挡,以及测望高效率较低问题,尝试用树高代替望高进行求积。为此,在利用既有解析木的有效数据研究形率系列(q)和形状指数(r)的基础上,提出了直接测算望高比(B)的方法,解决了测望高(h_(R))较为困难及效率较低的问题。

季铵化纳米纤维素增强预油漆纸性能

【目的】为解决预油漆纸用三聚氰胺–脲醛树脂存在甲醛释放等环保问题,开展了利用无醛水性浸渍胶黏剂和涂料制备无醛预油漆纸的应用技术研究。【方法】以季铵化纳米纤维素改性水性丙烯酸酯乳液作为浸渍胶黏剂制备预浸胶纸,并在表层辊涂水性丙烯酸酯类涂料制备预油漆纸。利用X射线光电子能谱仪(XPS)、热重分析仪和万能力学试验机分别对预油漆纸的表面化学基团和元素含量变化、热稳定性能和拉伸性能进行分析和测试。【结果】原纸经浸渍季铵化纳米纤维素增强水性丙烯酸酯乳液并涂饰油漆后制备的预油漆纸纵向抗张强度和断裂伸长率分别增加了4.2倍和3.2倍,并且可任意角度折叠,柔韧性能优异。预油漆纸甲醛释放量为0.12 mg/L,达到国内外干燥器法甲醛释放量最严等级—日本标准F星级认证中F^(☆☆☆☆)级(甲醛释放量≤0.3 mg/L)要求。XPS分析表明:与原纸相比,预油漆纸表面化学结构和元素含量发生变化,经过丙烯酸酯胶黏剂和涂料处理后表面疏水性能提高。热重分析结果显示:与原纸相比,预油漆纸的热稳定性能略微下降。除表面耐磨性能和硬度,预油漆纸饰面板的抗冲击性能、耐干热性能、耐湿热性能、耐水性能和耐污染腐蚀性能均能满足GB/T 15102—2017《浸渍胶膜纸饰面纤维板和刨花板》和GB/T 37005—2018《油漆饰面人造板》的要求。【结论】利用季铵化纳米纤维素增强的预油漆纸具有良好的环保和力学性能。

仿生物矿化用于人工林木材功能性改良的研究进展

人工林木材已成为我国木材利用的主体,但其晚材率、密度、力学强度均较低,亟须对其进行功能性改良,以实现其高值化利用。利用纳米SiO2等无机材料可对其进行功能性改良,但改性后木材的性能与经自然生物矿化、无机组分有序沉积于细胞壁而致材质优良的柚木等相比差距巨大。自然生物矿化是通过生物有机大分子控制无机物微结构结晶、不同凝聚态物质间界面相互作用,温和地形成具有多级有序结构、优良力学性能和重要生理功能的材料。它启发了有机-无机复合生物材料的设计,并推进了生物学、材料科学和化学等的交叉融合,也可借鉴至人工林木材的功能性改良。综述了模拟自然生物矿化的人工林木材功能性改良的研究进展,包括其仿生矿化微环境构建、非活性细胞条件下体外仿生物矿化杂化结构形成及其沉积过程调控,仿生矿化中木材有机基底类型及作用、有机-无机杂化界面组分及结构、所形成复合材结构表征、矿化过程关键影响因子等研究,以及未来木材仿生矿化界面优化、仿生矿化理论体系构建及其技术发展方向。

外源CO_(2)诱导土沉香树体结香效应及生理响应

【目的】探究土沉香树干填充CO_(2)诱导结香过程与抗逆防御反应,阐明外源CO_(2)诱导下树体结香效应及生理防御机制。【方法】以11年生土沉香为试验材料,采用随机区组设计,设置4个处理,即每隔7天(T1)和15天(T2)充气1次、树干打孔(CK1)和不作任何处理(CK2),持续处理3个月。充气开始后第30、60、90、120、150天钻取木芯,测定过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量。处理结束后7和10个月取样观察木质部细胞内含物变化,测定结香范围及醇溶性提取物和沉香四醇含量。【结果】1)土沉香树干填充CO_(2)可加速木质部射线薄壁细胞和导管内淀粉的转化,侵填体随诱导时间增长而增多;T1处理结束后10个月时,射线薄壁细胞和导管被完全堵塞;2)与CK1和CK2相比,CO_(2)处理下木质部变色范围增大,其中T1处理变色范围最大,纵向变色长度26.45 cm、横向变色宽度4.17 cm、径向变色深度9.87 cm;3)随诱导时间增长,T1和T2处理结香区的醇溶性提取物和沉香四醇含量逐渐升高,且均显著高于CK1和CK2;4)T1处理第60天POD、CAT活性达到峰值后缓慢下降,但第150天POD活性仍高于CK2,CAT活性与CK2无显著差异;第90天SOD活性下降,而后缓慢上升;MDA含量先下降后升高,第90天达到最低值,且明显低于CK2;第150天时,SOD活性、MDA含量与CK2无显著差异。【结论】1)外源CO_(2)可显著促进木质部射线薄壁细胞内淀粉的转化,增大导管和射线薄壁细胞内侵填体堵塞面积;2)外源CO_(2)可诱导土沉香木质部变色,随诱导时间增长,树干木质部纵向、横向和径向变色长度增长,纵向变色面积增加;3)外源CO_(2)可诱导土沉香形成沉香块且质地细腻,最优处理10个月时的醇溶性提取物含量达21.27%,沉香四醇含量达0.29%,分别是CK1的1.42和2.11倍;4)外源CO_(2)可在短期内诱导POD、CAT抗氧化酶活性升高,降低MDA含量,激活土沉香树体的抗逆防御反应。

不同增脂剂对广东湿加松人工林产脂量的影响

【目的】研究湿加松人工林产脂量及其单萜成分与不同地点间、不同种类增脂剂间的关系,探索一种温和有效、成本低廉、适合广东地区湿加松人工林的增脂剂,以提高湿加松松脂质量和产量。【方法】在广东海丰(粤东)、始兴(粤北)和阳江(粤西)适龄采脂的湿加松人工林内进行硫酸钾(K_(2)SO_(4))、苯甲酸化合物(BA)和乙烯利(CEPA)3种不同种类增脂剂试验,对3个地点处理与对照组的湿加松产脂量、胸径进行每木测量,分析每种增脂剂的增产率以及不同处理下产脂量与胸径的相关关系;收集松脂样品,采用气相色谱质谱联用技术对松脂单萜成分进行鉴定,并分析其相对含量。【结果】1)与对照组相比,硫酸钾、苯甲酸混合物和乙烯利增脂剂的增产效果显著,乙烯利增产率最稳定、硫酸钾次之、苯甲酸混合物最差;不同地点间相比,海丰施用增脂剂的增产效果最好、阳江次之、始兴最差;2)湿加松产脂量与1.7 m处树径呈正相关,对于海丰和阳江湿加松人工林,与对照组相比,无论施用何种增脂剂均能提高产脂量与1.7 m处树径的相关系数,对于始兴湿加松人工林,相关系数则下降;3)与对照组相比,施用增脂剂不会改变湿加松松脂单萜主要成分及其相对含量,但增脂剂处理会产生少量α-松油醇;不同地点湿加松人工林中,个别松脂单萜成分相对含量存在显著差异,分别为α-蒎烯、β-蒎烯、α-水芹烯、β-水芹烯和β-月桂烯,海丰的样品中检测不出蒈烯。【结论】广东地区湿加松人工林施用乙烯利、硫酸钾或苯甲酸混合物增脂剂,可在保证松脂质量的前提下增加产量,虽然乙烯利松脂增产效果最稳定,但因其原料成本高于硫酸钾,且增产效果只在部分地点略高于硫酸钾,故综合考虑认为硫酸钾是广东地区湿加松人工林最适宜的增脂剂。合理施用增脂剂可以激发湿加松的产脂潜力,且不会对湿加松松脂的单萜成分及含量比例造成影响。

生物基阻燃固化剂对环氧木材涂料阻燃性能的影响

传统环氧树脂存在的容易燃烧、高度依赖石油基原料等问题,无法满足木材涂料防火和低碳可持续发展的要求。笔者通过合成含有端仲胺基的香草醛基阻燃固化剂(HVPA),部分替代商品化胺类固化剂4,4′-二氨基二苯甲烷(DDM),用于固化生物基环氧树脂甘油二缩水甘油醚,制备了一种阻燃生物基环氧木材涂料。探究了HVPA的添加量对环氧树脂机械性能等基础性能的影响;将HVPA与DDM按不同质量比(0∶1,1∶3,1∶1,3∶1,1∶0)制备混合固化剂固化环氧树脂,并分别标记为EP-0、EP-25、EP-50、EP-75和EP-100。将EP-0~EP-100作为木材涂料涂敷于木材上进行锥形量热测试,探究HVPA对环氧木材性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)进行残炭分析,研究HVPA对木材涂料阻燃性能的阻燃机理。结果表明,HVPA作为固化剂不仅能提高环氧树脂的韧性,与EP-0相比提升了约942.9%,还能有效增强环氧木材涂料的阻燃性能,与EP-0相比,热释放速率分别降低了51.0%与62.9%,总热释放显著降低了52.3%。综上所述,本研究为环氧树脂在阻燃木材涂料领域的应用提供了新思路。

假色槭叶片数量的简便估计法

【目的】目前关于估计单株树木叶片数量方法的研究较少,本研究结合嵌套式回归的原理,介绍一种通过目测确定单株树木叶片数量的方法,为叶生物量和叶面积的研究奠定理论基础,为估计群落尺度的叶生物量和叶面积指数提供更加方便快捷的手段。【方法】本方法的原理是:(1)将枝条划分为枝轴,枝轴为任意级别枝条去掉分枝后的主轴;(2)确定单个枝轴上的叶片数量;(3)通过枝条的分枝关系建立枝条容量-枝轴数量查找表,确定枝条和枝轴的数量关系;(4)将枝条所包含的所有枝轴上的叶片累加得到枝条的叶片数量;(5)计算单株树木的叶片数量。采用该方法对长白山北坡假色槭的单株叶片数量进行估计。【结果】在所测量的25株树中,容量为1至容量为7的枝条上的平均枝轴数分别为1.0、3.0、8.9、32.9、105.0、323.0、1015.3,枝轴上的平均叶片数为2.9片,通过计算25株样树的单株叶片数量并绘制散点图,散点大致呈指数型分布,符合树木的一般生长规律。建立了预测假色槭叶片数量的最适方程,即y=261.60DBH 1.65,根据检验结果,使用该方法预测的假色槭叶片数量偏大15.58%。【结论】本方法正确、可靠,具有工作量小、效率高的特点,整个估计过程中无破坏性取样。若结合单片叶的面积、干质量等指标,可以使群落尺度的叶生物量和叶面积指数的计算更加快捷。

磷酸活化核桃壳炭制备及吸附罗丹明B的研究

以核桃壳为原料,采用H_(3)PO_(4)活化法制备了核桃壳炭(WSBC)用于去除水溶液中的罗丹明B(RhB),应用FTIR、XRD、SEM和BET等技术对WSBC进行物相表征,利用UV–vis跟踪吸附过程,分析了H_(3)PO_(4)浓度、焙烧温度、吸附温度、投加量、溶液pH、RhB初始浓度对WSBC吸附性能的影响。结果表明:物相表征方面,制备的WSBC具有良好的孔隙结构,其表面具有丰富的官能团,吸附RhB前后,晶相无明显改变。吸附活性方面,采用0.5 mol/L的H_(3)PO_(4)溶液活化,600℃焙烧2 h制备的WSBC,在20℃,初始RhB浓度10 mg/L,投加量0.2 g,吸附时间60 min,RhB的吸附率为90%。WSBC吸附RhB过程符合准二级动力学方程,RhB在WSBC上的吸附遵循Langmuir吸附模型,最大理论吸附量为12.61 mg/g。

基于多角度卫星遥感的胡杨林结构参数获取

【目的】基于多角度卫星遥感(MISR)和无人机(UAV)摄影测量技术,采用简单几何光学模型(SGM)和广义简约梯度(GRG)优化方法,反演获取塔里木河下游胡杨林主要结构参数(树高、冠幅、林分密度和覆盖度)。【方法】以塔里木河下游典型河岸林为研究对象,基于野外调查、UAV倾斜摄影测量和MISR数据,构建训练集,采用SGM对场景反射进行分解模拟,获取Walthall背景反射模型参数,评价参数敏感性,建立参数回归方程,运用GRG优化算法反演得到测试集结构参数,利用无人机测量数据进行精度验证和评价。【结果】从UAV倾斜摄影测量数据中提取的树高、冠幅、林分密度数据与实测数据相比,UAV获取的树高、冠幅、林分密度与实测数据的R^(2)分别为0.90、0.84、0.94,均方根误差(RMSE)分别为0.45 m、0.68 m、4.25株·hm^(-2)。SGM对训练集样地红光模拟反射值与卫星观测反射值的R^(2)最大值为0.99、最小值为0.72、平均值为0.92;反演获取的训练样地树高和覆盖度与参考值相比,覆盖度R^(2)达0.99,RMSE为0.73%,树高R^(2)为0.66,RMSE为0.61 m。对反演获取的Walthall模型参数进行敏感性分析发现,c_(1)对覆盖度和树高影响最大,其次是c_(4),c_(2)和c_(3)影响最小,c_(1)~c_(4)对林分密度变化影响很小。建立AN多光谱反射率和AMBRALS模型fiso、fvol、fgeo系数与c_(1)~c_(4)的多元线性回归方程,预测训练集样地c_(1)~c_(4)参数值与反演值相比,调整R^(2)分别为0.78、0.98、0.59和0.75。MISR反演获取的胡杨覆盖度、树高、密度和冠幅与无人机数据在275 m^(2)尺度上相比,线性模型R^(2)分别为0.54、0.47、0.41和0.24,RMSE分别为3%、0.76 m、112株和0.64 m;平均相对误差(MRE)分别为24.7%、8.9%、22.5%和10%;使用幂函数模型时,覆盖度、树高、林分密度、冠幅的R^(2)分别为0.80、0.53、0.55和0.30,RMSE分别为1%、0.4 m、33株和0.32 m,MRE分别为10%、5%、6%和6%。【结论】无人机获取的胡杨林结构数据可代替地面调查数据,作为SGM的定标参数以及最终精度验证;SGM能较好模拟MISR观测样地的各向异性反射特征;SGM反演获取的Walthall背景反射模型参数精度以及由此建立的参数回归方程精度对最终结构参数反演结果存在较大影响。多角度卫星遥感和无人机摄影测量技术结合可在区域尺度上获取较为准确的森林结构信息。

阻燃剂对聚乙烯复合材料性能的影响

讨论了添加不同生产工艺和不同表面处理方法的氢氧化镁阻燃剂对聚乙烯复合材料的物理性能、阻燃性能、机械性能的影响,结果表明,阻燃剂的比表面积、生产工艺与阻燃性能、物理性能是强相关关系,与表面处理的方法则是弱相关关系。

炭化温度对木材生物炭结构和化学组成的影响

为了探究木材厚壁管胞与薄壁木纤维的炭化规律,为木材的炭化利用提供理论依据,本文以火炬松和轻木分别作为厚壁管胞与薄壁木纤维的木材代表,设置220、375、600、900℃四组炭化温度,利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)技术分别分析了两种类型木材细胞炭化前后的细胞结构和化学组成。SEM结果表明薄壁木纤维在375℃时开始出现光滑的无定形结构,而厚壁管胞出现同样无定形结构的温度为900℃。炭化后细胞双层细胞壁厚度减小,减小程度随炭化温度增加而增加;与厚壁管胞相比,薄壁木纤维双层细胞壁厚度缩减得更快更多。红外光谱曲线随炭化温度的升高变化明显,薄壁木纤维和厚壁管胞红外光谱分别在220℃和375℃后失去吸收峰。综纤维素相对含量、木质素相对含量的差异反映出两种类型细胞不同的热降解过程。X射线衍射分析发现,在220~375℃时,薄壁木纤维的纤维素相对结晶度下降至结晶态完全消失;而厚壁管胞则在600℃时出现结晶态完全消失现象。以上结果表明薄壁木纤维与厚壁管胞具有不同的炭化过程,前者的细胞结构更易发生热降解,相同温度下热降解更剧烈。

油茶ACP基因的全长cDNA克隆及序列分析

酰基载体蛋白是脂肪酸合成中的关键蛋白质,位于脂肪酸合成酶系的中央,作为脂酰基的载体将脂酰基从一个酶反应转移到另一个酶反应.以油茶近成熟种子cDNA文库和EST文库为基础,采用分子生物学技术分离克隆了油茶酰基载体蛋白基因全长cDNA序列.结果表明:油茶酰基载体蛋白基因的全长cDNA为669bp,包含1个完整的CDS及3′UTR和5′UTR,编码141个氨基酸,该基因被命名为co-acp并提交至GeneBank,登录号是EU717697;油茶酰基载体蛋白基因的推导氨基酸序列与其它15种植物的ACP进行AlignX比较的结果表明,油茶酰基载体蛋白与油橄榄ACP的相似性最高,而且遗传距离最近;预测油茶酰基载体蛋白的二级结构以α螺旋为主,没有跨膜结构域和信号肽,其等电点约为4.995.

小叶龙竹的化学成分与制浆性能

研究了小叶龙竹(Dendrocalamusbar batus)的化学成分、纤维形态、成浆性能,并与造纸工业目前使用较多纸浆树种慈竹(Bambusa affinis)、毛竹(Phyllostachys edulis)、云杉(Picea asperata)、马尾松(Pinus massoniana)、桉树(Eucalyptus globulus)等相比较。结果表明:小叶龙竹灰分、SiO2、冷水抽提物、热水抽提物、苯-醇抽提物、1%NaOH抽提物、木质素、戊聚糖、纤维素含量分别为1·82%、0·25%、2·99%、3·76%、1·65%、16·73%、28·13%、15·78%、51·00%;纤维平均长度为5·25mm、宽度为20·13μm、长宽比为260·80;小叶龙竹具有纤维平均长度较长、长宽比较高、纤维素含量较高、木质素含量较低的优势,其成浆容易,撕裂强度较高,是一种优良的竹类纤维原料。

毛竹预处理黑液木质素和酶解木质素的结构与热学性质

【目的】研究毛竹低用碱量硫酸盐法处理的黑液木质素和残留在浆料中木质素结构特征和热学性质,为竹材工业木质素利用提供理论参考。【方法】采用12%有效碱的硫酸盐法处理毛竹竹屑,通过酸化和酶解得到硫酸盐木质素(KL)和酶解木质素(EHL)。利用有机溶剂对2种木质素进行纯化后,采用凝胶渗透色谱分析仪(GPC)测定木质素分子质量大小,运用核磁共振定量碳谱(^(13)C谱)、二维碳氢相关谱(2D-HSQC)和定量磷谱(^(31)P谱)对木质素结构的键型连接、内部连接键含量和官能团含量进行定量分析,应用热重分析仪(TGA)和差示扫描量热仪(DSC)分别对木质素的热稳定性和玻璃化转变温度进行分析比较。【结果】GPC测定结果表明,KL的重均分子质量为5 414 g·mol^(-1),低于EHL的重均分子质量(7 673 g·mol^(-1))。利用定量^(31)P谱,结合定量^(13)C谱和2DHSQC谱分析可知,EHL中的脂肪族羟基含量(4.87/100 C_9)高于KL中的脂肪族羟基含量(3.13/100 C_9),而总酚羟基含量(1.58/100 C_9)低于KL中的总酚羟基含量(3.09/100 C_9);EHL内部木质素单元连接键含量高于KL内部木质素单元连接键含量,EHL的β—O—4芳基醚键、β—β、β—5和β—1含量分别为30.85/100C_9、7.43/100C_9、2.40/100C_9和0.19/100C_9,而KL这些连接键含量仅为11.75/100C_9、2.35/100C_9、0.71/100C_9和0.09/100C_9。热学性质分析表明,在加热条件下KL和EHL的木质素玻璃化转变温度分别为135℃和162℃,最大失重率温度分别为339℃和361℃。【结论】竹屑经低用碱量硫酸盐法预处理后,溶解在黑液中的木质素分子质量大小、内部连接键含量均低于残留在浆料中木质素的含量;而黑液木质素具有更多的酚羟基和羧基,脂肪族羟基含量较少。黑液木质素可能比残留在浆料中的木质素更有优势用来制备热塑性材料,因为其具有更低热稳定性和低玻璃化转变温度的特性。

纤维素酶解预处理辅助超声法制备竹浆纳米纤维素

为了研究绿色、高效制备纳米纤维素(cellulose nanofibrils,CNF)的方法,该研究采用纤维素酶预处理竹浆协同超声波法制备纳米纤维素,对影响纳米纤维素得率的酶用量、酶解温度、酶解时间、超声时间等因素进行考察,得到纳米纤维素的较佳制备工艺。采用透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)、傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、旋转流变仪、X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、紫外可见分光光度计以及热重分析仪(thermogravimetric analyzer,TGA)对纳米纤维素的形态结构、流变性能、结晶度、热稳定性等进行表征。结果表明,在酶用量8%(纤维素酶/竹浆纤维质量比)、酶解温度50℃、酶解时间10 h、超声时间6 h的条件下制备的纳米纤维素得率高达62.6%。制备得到的纳米纤维素直径约为2~24 nm,长度约为50~450 nm,结晶度为73.05%。热重分析表明,纳米纤维素在700℃后仍有高达15.3%的残余率,说明纳米纤维素的制备条件温和,对结晶区的损害较小,其良好的热稳定性有望在耐热性生物质复合材料领域有较好的应用发展。

低分子量酚醛树脂浸渍人工林木材研究进展

人工林木材的大量利用缓解了木材供需矛盾,对一些材质较差的人工林木材的改性成为迫切需要解决的重点课题。采用低分子量的酚醛树脂对人工林木材进行浸渍改性,可以使人工林木材的各项物理力学性能得到不同程度的改善,该技术可大大拓宽许多人工速生林木材的应用范围,实现其高附加值利用,是一种非常有前景的木材改性技术。概述了人工林木材浸渍改性的机理,酚醛树脂性能、浸渍工艺和木材材性对浸渍的影响,并提出了存在的问题和今后研究的趋势,为人工林木材浸渍改性的进一步研究提供参考。

省沽油种子油脂分析与功能特性评价

以省沽油野生和栽培种子为材料，采用常规分析方法和GC-MS联用仪，对其种子出仁率、出油率、种子油脂肪酸组成与含量、油脂理化特性进行系统研究。结果表明：省沽油种子出仁率为49.78%-51.90%，种子出油率为27.82%-32.72%，属于高含油量种子；种子油不饱和脂肪酸总量为70.2%-80.3%，其中多不饱和脂肪酸（PUFA）占59.4%-67.7%，n-6PUFA/n-3PUFA为5.2-6.2，SFA∶MFA∶PUFA为1∶（0.4-0.9）∶（0.8-6.6）；种子油脂具有酸值和过氧化值较低的特点，属于亚麻酸类油脂。省沽油是一种很好的木本油料树种，可用来开发功能性植物油脂。