熔纺Kraft硬木木质素基活性炭纤维的活化工艺及性能研究

以熔融纺丝制备的Kraft硬木木质素纤维(HKL)为原料,经炭化得到木质素基炭纤维(HKL-CF),再采用水蒸气活化法制备了活性炭纤维(HKL-ACF),通过红外光谱仪和扫描电镜研究了水蒸气活化对活性炭纤维化学结构和表面形貌的影响,采用全自动物理吸附仪、X射线衍射仪和拉曼光谱仪等研究了活化时间、活化温度和活化水蒸气流量对所制备活性炭纤维的比表面积、孔结构和微晶结构的影响规律。研究表明,水蒸气活化处理提高了活性炭纤维中的C—O和■结构含量;随着活化时间的延长,活性炭纤维的比表面积增大,且随活化温度和水蒸气流量的提高呈现出先增大后减小的趋势;晶粒尺寸随着活化时间和温度的提高,逐渐变小,纤维表面的石墨化程度随活化时间的增加,逐渐变大;活化温度800℃,活化时间4 h,水蒸气流量1 mL/min下制备的活性炭纤维的BET比表面积最高可达2 081.34 m^2/g,总孔容最大为1.60 cm^3/g。

纤维尺寸对漂白硫酸盐木浆悬浮液屈服应力的影响

以漂白硫酸盐针叶木和阔叶木两种浆板为原料,在相同质量分数和集聚因子的条件下,考察了单一浆料的纤维尺寸对其纤维悬浮液屈服应力的影响,并进一步将两种浆料按不同质量比例混合,分析了纤维尺寸对混合浆料纤维悬浮液屈服应力的影响。结果表明:在相同质量分数范围内,纤维尺寸较大的针叶木浆料其屈服应力较大,并且随着纤维尺寸的增加,屈服应力与质量分数的幂率关系中乘数项系数增加而指数项系数减小;屈服应力不能由单一集聚因子的函数来表示,而同时与形状系数的指数函数成反比,即τ≈0.003·N^(2.2)/β^(0.6)。因此在相同集聚因子范围内,形状参数较小的阔叶木浆料具有更高的屈服应力;由于两种浆料混合后形状系数的常数次乘方值随着质量分数的增加基本呈线性关系,即β_(AB)^(1.6)≈β_B^(1.6)+(β_A^(1.6)-β_B^(1.6))/100·x,所以混合浆料的屈服应力也呈现出如τ_(y(AB))≈τ_(y(B))+(τ_(y(A))-τ_(y(B)))/100·x的近似线性变化。

几种纸浆纤维表面的原子力显微镜分析

利用原子力显微镜(AFM)对几种较具代表性的纸浆纤维表面进行了分析。分析结果表明,棉纤维及桦木KP、桉木CTMP、云杉TMP等纤维在表面形貌及表面化学组成上存在较大区别,这是造成这些纤维的结合力以及纤维与化学添加剂之间结合能力各不相同的重要原因。

三个新品种桉木制浆造纸性能评价

桉树是一种速生树种,适宜造纸。雷州林业局是我国最早进行桉树人工林培育单位之一。本文对该林业局新培育的3个新品种的桉树进行了化学组成和纤维形态分析;并研究了它们的蒸煮和漂白性能,同时与原有品种进行了比较,结果显示,新品种桉树具有较好的制浆造纸性能。

木质素基碳纤维制备的研究进展

木质素在自然界中储量丰富,并且可再生、碳含量高,将其应用于碳纤维的制备有着无可比拟的成本优势。简要介绍了木质素基碳纤维的发展进程,详述了硫酸盐木质素、有机溶剂型木质素和蒸汽爆破木质素的来源、结构差异及其碳纤维制备工艺过程进展,通过对比得出硫酸盐木质素是制备低成本碳纤维的最佳木质素原料,同时指出了木质素制备碳纤维的未来研究方向,旨在为木质素制备碳纤维的研究者提供参考。

天丝纤维在变压器绝缘纸板中的应用

天丝纤维是一种溶剂型再生纤维素纤维,研究了天丝纤维原纤化程度及其对浆料性能的影响,探讨了天丝纤维与针叶木浆配抄对变压器绝缘纸板机械性能和电气性能的影响。研究结果表明,天丝纤维容易原纤化,原纤化程度越高,纤维变得更加柔软和扭曲,表面更加粗糙,分丝帚化越多;相对100%针叶木浆抄造的绝缘纸板,针叶木浆与天丝纤维配比为85∶15配抄的绝缘纸板的紧度降低4. 8%,抗张指数下降2. 9%,吸油率提高11. 9%,在空气中的击穿电压提高5. 8%,在油中的击穿电压提高25. 8%,天丝纤维显著提高了绝缘纸板的吸油率和电气强度。

漆酶处理马尾松KP浆纤维形态变化的研究

以马尾松KP浆为原料研究了漆酶处理对纸浆纤维形态的影响。研究结果发现,漆酶处理可使马尾松KP浆纤维粗度下降,纤维的卷曲指数和扭结指数上升,而对纤维的平均长度没有明显影响,对细小纤维百分比的改变无规律可循。同时研究发现,漆酶处理对马尾松KP浆的湿抗张强度也会产生一定的影响,漆酶处理后O、OE和OQP浆的湿零距抗张强度会发生不同程度的下降。

漆酶/丁香酸甲酯处理未漂KP浆的SEM和GPC分析

采用扫描电镜(SEM)和凝胶渗透色谱(GPC)技术,研究漆酶和漆酶/丁香酸甲酯(MS)处理前后未漂硫酸盐浆(KP浆)纤维表面形态结构和浆中木素分子质量及其分布的变化,探讨了用漆酶和漆酶/MS处理KP浆,提高浆张湿抗张强度的相关机理。研究结果表明:与空白样相比,经漆酶处理后,纸浆中木素平均分子质量降低,纤维表面出现"黏结"现象;而MS协同漆酶处理后,纸浆中木素的缩合程度及纤维间的"黏结"面积增大;漆酶和漆酶/MS处理后的浆样再经过加热干燥处理,木素的缩合程度和纤维"黏结"面积进一步增大。木素的缩合程度和纤维表面呈现的"黏结"现象,与漆酶和漆酶/MS处理纸浆提高其湿抗张强度密切相关。

玉米秆纤维形态和制浆漂白特性研究

本文研究了玉米秆化学成分及纤维形态、KP法蒸煮及其纸浆的CEH、DQP和D1(EOP)D2漂白、漂后浆料的打浆性能及所得纸页的物理强度。结果表明,玉米秆的纤维形态较好,适合作为制浆造纸的纤维原料。KP法蒸煮较优的用碱量为16%(NaOH计),超过此用量,卡伯值降低不明显,而得率直线下降。DQP漂序在较低的有效氯用量下,纸浆白度达到84.0%ISO,后续打浆性能和纸页物理强度较好。

12种桉树化学成分分析及其硫酸盐法制浆适宜性评价

桉树是一种重要的速生阔叶木，在全球广泛种植，主要用于制浆造纸工业。对12种6年生桉树的化学成分、纤维形态，制浆造纸性能进行分析，评价它们的硫酸盐法制浆适宜性。12种桉树在抽出物（6.1%～18.9％）、木素（21.6%～30.8％）和综纤维素（55.4%～70.1％）含量方面存在显著差异，化学成分方面的巨大差异导致了桉树不同的制浆得率（38.9%～49.8%）和脱木素程度（卡伯值11.6～24.2）。将这些结果与纤维形态、手抄纸性能综合考虑，蓝桉、卵叶桉、巨尾桉、柳桉、葡萄桉的硫酸盐法制浆适宜性最好。

木素高值化利用制备碳纤维的研究进展

综述了3种木素制备碳纤维的研究进展。由蒸汽爆破法、乙酸溶剂法和硫酸盐法制浆过程分离得到的木素原料,经过预处理和热处理成为具有熔黏性的木素沥青材料,再经纺丝、热稳定和炭化等一系列加工后得到木素基碳纤维,其抗张强度在300～700 MPa之间,可归属于通用级别。将硫酸盐木素与适当的合成聚合物混合可改善所制备复合碳纤维的机械性能。

一次性竹筷制备浆粕的工艺研究

以一次性竹筷为原料,采用预水解与硫酸盐蒸煮工艺相结合的方法制备浆粕,考察预水解条件并结合正交试验法对蒸煮条件进行筛选,同时利用光学显微镜观察纤维微观形貌。结果表明,较佳的制备条件为预水解时间30 min,酸的质量分数1%,蒸煮时间110 min,硫化度23%,绿氧用量0.3%,用碱量15%。在此实验条件下可制得得浆率45.68%,卡伯值74.8,聚合度307.03的浆粕。光学显微镜的观察结果表明,所制得的浆粕纤维表面结构受到破坏,纤维表面出现不均匀的裂纹与凹槽。

火炬松改良硫酸盐法蒸煮和低污染漂白的研究

分析了火炬松纤维特性和化学组成，并对之进行了改良硫酸盐法蒸煮和低污染漂白（ＥＣＦ、ＴＣＦ）的研究。实验结果表明，火炬松是优良的速生针叶木原料，采用改良硫酸盐法蒸煮工艺，可制得粘度高、强度好、可漂性较好的化学浆。

硫酸盐竹浆杂细胞含量对打浆过程纤维形态的影响

以硫酸盐竹浆为研究对象,利用纤维筛分仪分离竹纤维与杂细胞,对打浆过程中不同杂细胞含量竹浆的纤维形态和特性进行分析,探讨了杂细胞对竹纤维形态的影响。结果表明,杂细胞与竹纤维在打浆中形成的气球状结构相互摩擦,对竹浆性能产生影响。相同打浆转数下,杂细胞含量越高,竹浆滤水性能越差,纤维宽度越小。杂细胞在打浆过程中加剧了竹纤维的分丝帚化和细小纤维的产生,且易与竹纤维表面产生的细小纤维缠绕,使竹浆滤水性能降低。

两种亚热带速生树种硫酸盐漂白浆制浆性能的初步研究

对云南新引进种植的两种亚热带速生树种——三叶豆、金合欢的化学成分、纤维形态、硫酸盐法漂白浆成浆性能进行了初步研究,实验结果表明,三叶豆、金合欢具有良好的成浆、漂白性能,是具有开发价值的纤维原料。

木纤维增强不饱和聚酯复合材料的拉伸性能与界面特性

以不饱和聚酯和Kraft(牛皮纸)木纤维为原料,以乙烯基异氰酸酯为偶联剂,制得了拉伸强度高达167.6 MPa的热固性木塑复合材料,有望在工程结构领域中得到应用。湿热老化前后的拉伸性能测试、扫描电镜(SEM)和动态力学分析(DMA)表明,由于乙烯基异氰酸酯使复合材料界面形成牢固的化学键结合,使复合材料的力学性能和耐湿热性能显著提高;适当增加成型压力也能改善复合材料的界面结合效果而提高拉伸性能;湿热老化后,复合材料的拉伸性能都有所降低,但偶联剂改性复合材料的拉伸性能降幅明显减小。

膨化预处理对玉米秸秆纤维形态结构及制浆性能的影响

对普通玉米秸秆(未膨化预处理)和膨化预处理玉米秸秆的纤维形态、化学组分进行了分析对比,并对膨化预处理玉米秸秆硫酸盐法制浆性能进行了初步探究。结果表明,与未膨化预处理玉米秸秆相比,膨化预处理玉米秸秆纤维素含量(硝酸-乙醇纤维素39%)增加约20%,酸不溶木素(10%)和聚戊糖(20%)含量均有所降低,这些特性使膨化预处理玉米秸秆更容易蒸煮成浆,提高纸浆得率,减少化学品消耗。在用碱量为14%(以Na_2O计),蒸煮温度为100℃,硫化度为25%,保温时间为60 min,液比为1∶6的蒸煮工艺条件下,与未膨化预处理玉米秸秆制浆相比,膨化预处理玉米秸秆的硫酸盐法制浆细浆得率为42. 3%(相对于膨化预处理玉米秸秆),提高了9. 9%,高锰酸钾值为15. 8,降低3. 1%,而抗张指数、撕裂指数、耐破指数分别下降7. 2%、9. 8%、5. 5%。

利用废弃牛皮纸和瓦楞纸制备纤维增强包装材料

采用化学法并结合机械法,制得了形貌尺寸均匀的生物质纤维素微纳米纤丝,并将其制备成膜,观察了其微观结构,测试了纳米纤维素膜的相关性能。结果表明:废弃牛皮纸和瓦楞纸经过处理,可以制得纳米微晶纤维素,直径为30～100 nm;同时再生膜具有较高的强度,牛皮纸和瓦楞纸的拉伸强度分别为107.4,121.81MPa,弹性模量分别为5.6,5.2 GPa,纳米纤维素膜的拉伸强度分别是牛皮和瓦楞原纸的5倍和8倍;对2种废弃材料进行均质和离心处理,可以显著提高其性能。

改性芳纶纤维/天然橡胶复合材料的制备及性能表征

采用傅里德-克拉夫茨反应原理在芳纶纤维表面接枝环氧氯丙烷,用偶联剂二次改性,研究表面接枝对芳纶纤维结构与性能的影响,并测试了改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶的力学性能。结果表明:改性后芳纶纤维表面的含氧量增加,偶联剂成功引入到芳纶表面,明显增加了芳纶的表面粗糙度和表面活性,降低了芳纶纤维的结晶度,但是对芳纶纤维晶体结构的影响不大,接枝环氧氯丙烷-偶联剂改性的芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料相比于未改性芳纶纤维/炭黑/天然橡胶复合材料力学性能有明显提高,橡胶加工流变性能分析表明芳纶纤维接枝环氧氯丙烷-偶联剂二次改性增大了复合材料的储能模量和损耗模量,减小了损耗因子从而改善了芳纶纤维与橡胶基体的界面结合强度。

不同树龄湿加松原料特性及其制浆性能研究

对6种4~14年生不同树龄的速生湿加松的化学组分、纤维形态进行了研究,并在相同蒸煮工艺条件下,对其硫酸盐法制浆性能进行了初步研究。结果表明,湿加松的综纤维素含量随树龄增加呈上升趋势,树龄超过10年后,其含量基本稳定在(74±3)%;木素含量则在树木生长早期略有提高,树龄超过8年后,其含量呈下降趋势;组分中苯-醇抽出物的含量在树龄超过10年后快速增加,其他组分含量变化不规律。湿加松木材的平均纤维长度为2~3 mm,长径比在58以上,且随树龄的增大而逐渐增大;树龄10年以上湿加松制备浆料卡伯值较低且黏度较高,制浆造纸经济性更好。