高性能碳纤维纸研究

研究了用于燃料电池气体扩散层的高性能碳纤维纸,把针叶木浆纤维和碳纤维进行复合制备;对工序及其参数,如碳纤维的表面预处理和分散、针叶木浆打浆工艺、碳纤维配比、不同定量等开展了综合研究,分析了工艺参数对碳纤维纸物性指标和纤维形态的影响。结果表明,对碳纤维表面进行去胶处理时,使用乙醇加热回流萃取的方法效果较佳;针叶木浆较佳的打浆工艺为:疏解10min+2.1kg压力打浆10min+3.1kg压力打浆10min(打浆度24°SR);普通碳纤维导电纸较佳的碳纤维配比为15%,高性能碳纤维纸较佳的碳纤维配比为40%,所制备的高性能碳纤维纸电阻率低、强度较好、透气度较高。

涂布液体石蜡对植物纤维基地膜纸的影响

以漂白针叶木浆为纤维原料,在打浆度为89°SR,助剂聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)、烷基烯酮二聚体(AKD)、阳离子淀粉添加量分别为2.0%、0.4%、1.0%(相对绝干浆质量)的条件下,制备定量为(40±2)g/m^(2)的涂布原纸,然后通过表面涂布液体石蜡制备植物纤维基地膜纸,提高地膜纸的透光率、抗水性,降低透气度。结果表明:液体石蜡的最佳涂布量为7 g/m^(2),涂布后样品的定量为48.16 g/m^(2),干抗张指数为70.91 N·m/g,撕裂指数为5.99 mN·m^(2)/g,耐破指数为5.12 kPa·m^(2)/g,透光率为82.82%,透气度为0.0030μm/Pa·s,300 s之后的可勃值为15.8 g/m^(2);在水中浸泡12 h后,涂布后样品的湿强度比未涂布样品提高14.34%。

双炭复合材料的制备及电化学性能研究

酚醛树脂是一种成本低、含碳量丰富的常用炭前驱体。然而,酚醛树脂热解炭具有结构规定性较高、层间空间较小的特点,导致电化学储锌能力较差。具有分级多孔结构的植物纤维衍生炭是实现电解质快速扩散和提高电容器性能的理想材料。在此,以漂白针叶木浆作为纤维原料、酚醛树脂粉末作为填料,采用湿法造纸技术和热解炭化工艺成功制备了由针叶木纤维衍生炭和酚醛树脂热解炭构成的炭复合材料,并将其用作锌离子混合电容器自支撑正极材料。研究表明,针叶木纤维衍生炭赋予电极较高的比容量;酚醛树脂热解炭能够提高电极的循环稳定性。所组装的电容器具有优异的倍率性能和循环稳定性。在1 A/g的电流密度下的初始比容量为101.0 mAh/g,经过2500次循环以后,比容量为91.0 mAh/g,容量保持率为90%。

纸基打包带的制备及其性能研究

本研究以本色针叶木浆为原料,通过浆内添加湿强剂聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)、烷基烯酮二聚体(AKD)、阳离子淀粉以及70℃水溶性聚乙烯醇(PVA)纤维的方法,提高纸基打包带的相关强度性能,在最适打浆度(30°SR)下制备定量为120 g/m^(2)的纸基打包带,然后利用免扣热熔打包机对纸基打包带进行热封黏合实验;探究了干燥温度、造纸助剂添加量以及70℃水溶性PVA纤维对纸基打包带物理性能、热封温度、热封时间及热封强度的影响。结果表明,当干燥温度95℃,湿强剂PAE添加量2%,施胶剂AKD添加量0.3%,阳离子淀粉添加量1.2%,70℃水溶性PVA纤维添加量15%,热封温度165℃,热封时间6 s时,纸基打包带的干抗张指数达90.3 N·m/g,湿抗张指数达26.3 N·m/g,撕裂指数达19.6 mN·m^(2)/g,耐破指数达6.45 kPa·m^(2)/g,热封处的抗张指数,高达99.2 N·m/g。

酶水解过程中纤维素聚合度和结晶度的变化

分别采用复合纤维素酶Celluclast 1.5L和内切纤维素酶Novozym 476对漂白针叶木纤维进行水解,通过分析酶水解后纤维素聚合度和结晶度的变化情况,研究2种纤维素酶对纤维素聚合度和聚集态结构的影响。结果显示:漂白针叶木纤维经2种纤维素酶分别水解后,随着酶用量的增加,纤维素聚合度都逐渐降低,当Celluclast 1.5 L用量为3.0 FPU/g时,纤维得率为94.34%,纤维素聚合度降至862,较原样(1 164)下降了25.95%;而Novozym 476用量为50.0 U/g时,纤维得率为94.93%,纤维素聚合度降至711,较原样下降了38.92%。由此可见,在得率相同的情况下,经Novozym 476水解的纤维素较经Celluclast 1.5 L水解的纤维素具有更低的聚合度,说明内切葡聚糖酶是导致纤维素聚合度下降的主要因素。随着复合纤维素酶Celluclast 1.5 L用量的增加,纤维素结晶度呈现先增加后降低再增加再降低的M型变化;随着内切纤维素酶Novozym 476用量的增加,纤维素结晶度呈现先降低后增加再降低的变化。

纤维素酶和半纤维素酶改性对漂白针叶木浆性能的影响

分别采用复合纤维素酶、内切纤维素酶和木聚糖酶3种酶对漂白针叶木纤维进行改性处理,比较不同的酶对漂白针叶木浆性能的影响。结果表明:复合纤维素酶对漂白针叶木浆性能影响较大,随着酶用量的增加,浆料滤水性先增加后下降,纤维保水值(WRV)和Zeta电位绝对值先降低后增加,纤维表面亲水性降低,纤维长度急剧下降,手抄片抗张指数先增加后急剧下降;在酶用量5.0 U/g时,纤维平均长度较对照样降低了48.64%,抗张指数较对照样下降了23.23%;内切纤维素酶和木聚糖酶对漂白针叶木浆的影响都比较小,改性处理后WRV和Zeta电位绝对值逐渐降低,但纤维表面亲水性增加,手抄片抗张指数也有所增加。对于造纸工业而言,内切纤维素酶的改性效果较好,当其用量为5.0 U/g时,纤维表面亲水性增加,有利于对纤维进行打浆处理,同时手抄片抗张指数增加到22.04 N·m/g,较改性处理前增加了20.77%。

麦草浆和木浆纤维在回用过程中形态结构的变化

在扫描电镜ＳＥＭ下观察回用纤维的表面形态，发现纤维在回用过程中发生扭曲，细胞壁外层剥离。对纤维的横截面观察，则发现纤维细胞壁结构在回用中遭到严重的破坏。细胞壁初始发生分层。然后出现径向的裂隙，内部出现孔洞。细胞腔被压缩，整个纤维不再是壁腔分明的细胞。使用ＫＡＪＡＡＮＩ－１００纤维长度测定仪进行测定得出，纸浆回用后纤维平均长度及长度分布基本不变。草浆和木浆纤维形态变化的规律基本相似。

黏胶纤维在高透气度滤棒成型纸上的应用研究

研究了黏胶纤维替代部分针叶木浆生产高透气度滤棒成型纸的可行性,分析了黏胶纤维对滤棒成型纸透气度及抗张强度的影响。结果表明,在实验室条件下,针叶木浆打浆度22°SR,黏胶纤维用量40%,增强剂用量1%,滤棒成型纸手抄片可获得较高的透气度和抗张强度,透气度达到3000 CU,抗张指数达到50 N.m/g。

两种纤维素酶水解漂白针叶木纤维能力的比较

采用复合纤维素酶Celluclast 1.5L和内切纤维素酶Novozym 476等分别对漂白针叶木纤维进行了水解实验.通过对比两种酶的酶活力大小以及水解后纤维得率的变化情况,分析比较了两种纤维素酶水解纤维素纤维的能力大小.其结果显示:纤维素酶Celluclast 1.5L具有较高的滤纸酶活,而纤维素酶Novozym 476具有较高的CMC酶活.经纤维素酶Celluclast 1.5L水解处理后,随着酶用量的增加或酶处理时间的延长,纤维得率急速下降,当酶用量为20.0FPU/g、水解时间为2h时,纤维得率约为81%;当酶用量为10.0FPU/g、水解时间为48h时,纤维得率仅为55.34%,这说明纤维素酶Celluclast 1.5L对纤维素具有很强的水解作用,它不仅可以作用于纤维素的无定形区,同时也可以作用于纤维素的结晶区.纤维素酶Novozym 476亦能使纤维素发生一定程度的水解,但催化水解能力远低于纤维素酶Celluclast 1.5L,当Novozym 476用量为50.0CMCU/g时,仅有5%左右的纤维素水解成为葡萄糖.

烷基化改性针叶木纤维制备热塑性材料的研究

以针叶木纤维为原料,先通过机械分丝处理、再采用烷基化改性制备出具有低玻璃化转变温度的新型烷基化纤维功能材料.通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重(TG)和差示量热扫描(DSC)等对烷基化纤维的结构和物理性能进行了表征.结果表明,针叶木纤维表面的大量羟基能够被环氧氯丙烷中的甲基环氧基取代,表面形貌呈现粘流态.XRD分析表明,改性纤维分子链间隙变大,结晶度下降至21.4%.热分析显示,改性纤维的热塑性提高,玻璃化转变温度为137℃.

针叶材制浆性能影响因素的回归分析

为研究针叶材制浆性能的影响因素，选择了１８种有代表性的针叶材种，在各自最佳的硫酸盐法蒸煮条件下，制得相同硬度的浆料（卡伯价３０±２），再在相同条件下进行浆料的打浆试验、漂白试验与强度试验，将试验结果进行回归分析，建立化学组成和制浆得率、纤维形态和裂断长的回归方程。结果表明所建的回归方程相关显著，预报精度高，作为预测模型是完全可行的。

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。

鸡毛纤维抄造汽车用空气滤纸的工艺探讨

通过一系列的实验发现,高浓盘磨单独处理鸡毛纤维,经2～3台串联可以获得较好的打浆效果;鸡毛纤维的超纤维特性使其适于配抄汽车用空气滤纸。适宜的工艺条件是:鸡毛纤维与木浆纤维的配比为1∶1以下,鸡毛纤维的打浆度控制在19～20°SR之间,针叶木浆的打浆度控制在65°SR左右。

纤维帚化率测定中纤维分析仪法与人工目视法的对比分析

针叶纤维作为造纸的主要原料之一,其细纤维化作用对纸张的强度和紧度有重要的影响,因此纤维帚化率作为能够宏观反映出纤维细纤维化作用程度的一项重要指标,一直以来都被广泛关注。本文主要对针叶纤维帚化率纤维分析仪法与国标上通用的人工目视法测量纤维帚化率进行了相关性及线性回归分析,还分析了两种方法的重复性和再现性,并分别对两种方法进行了测量系统分析。从而得出结论:在纤维帚化率的测试中,应用纤维分析仪法比人工目测法具有更好的准确性和可靠性。

APMP浆与针叶木化学浆组分配抄的纸张性能变化规律研究

将APMP浆全组分和APMP浆长纤维组分分别与针叶木浆全组分以及针叶木浆短纤维组分进行配抄,研究纸张抗张强度、撕裂强度和内结合强度的变化规律,探讨APMP浆与针叶木浆组分配抄对纸张性能的影响.结果表明:APMP浆与针叶木浆全组分配抄的抗张强度、撕裂强度、内结合强度随着针叶木浆添加量的增大而增大,与短纤维组分配抄时纸张抗张强度、撕裂强度在15%处发生转折;而针叶木浆分别与APMP浆全组分和长纤维组分配抄时,抗张强度、撕裂强度随着针叶木浆添加量的增大而增大.此外,APMP浆配抄的纸张,其纤维长度和本身强度对纸张强度性能的影响较大.随着针叶木化学浆的增加,纸页的可压缩性提高,短纤维组分对强度有一定的贡献.

ZnCl_2制备再生纤维素纤维对纸张增强的研究

用65%(wt)ZnCl2水溶液,在温度80℃、搅拌速度300 r/min、不同反应时间下溶解针叶木浆,用水作为凝固剂,制备再生纤维素纤维(简称RGC)。研究不同反应时间制备的RGC及RGC添加量对纸张物理强度的影响。利用透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)技术对RGC的结构和性能进行表征。研究结果表明,在120 min下制备的RGC及RGC添加量为40%时纸张的物理强度最佳,与空白纸样相比,紧度提高22.77%,抗张指数提高291.5%,耐破指数提高50.64%,耐折次数从1提高至549。

Lyocell纤维纺丝用溶解浆的制备及性能表征

本研究以针叶木浆为原料,通过冷碱抽提、过氧化氢降聚、乙酸酸化等工艺制备可达到Lyocell纤维纺丝用标准的溶解浆。结果表明,采用针叶木浆制备的溶解浆达到Lyocell纤维纺丝用标准;溶解浆中α-纤维素含量达到96.12%,纤维素聚合度降至653,灰分含量0.07%,铁离子含量小于4 mg/kg;溶解浆在N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)中的溶解性能显著提升。

不同针叶木化学浆在碱尿素水溶液体系中溶解行为的研究

以用于生产黏胶纤维的漂白针叶木硫酸盐浆(BSK)和硫酸盐法针叶木溶解浆为原料,通过测定纸浆纤维-纤维素-溶剂(7%NaOH/12%尿素水溶液)溶解体系的透光率及溶解生成的纤维素溶液的黏度、观察纸浆纤维冷冻过程的微观形态、分析溶解前后纸浆纤维长度和宽度的变化、检测未溶部分的X射线衍射谱图,研究对比了这两种浆在7%NaOH/12%尿素水溶液体系中溶解行为的差异。结果表明,相同浆浓下,聚合度高的漂白针叶木硫酸盐浆在7%NaOH/12%尿素水溶液中溶解后体系的透明度比聚合度低的针叶木溶解浆体系的高,前者溶解生成的纤维素溶液的黏度大于后者溶解生成的纤维素溶液的黏度,即纤维素含量高、聚合度低的溶解浆反而较难溶解在7%NaOH/12%尿素水溶液中。针叶木硫酸盐浆溶解后纤维变短且变粗,而针叶木溶解浆因大部分短小纤维被溶解导致溶解后纤维的平均长度变长,且宽度变化较小。针叶木硫酸盐浆保留了完整的纹孔结构,溶剂渗透性较好,其溶解效果优于在制浆过程中细胞壁经受严重破坏的针叶木溶解浆的溶解效果。

两种商品木浆的纸浆性能研究

选取市场上具有代表性的两种商品针、阔叶木浆进行PFI打浆处理,研究在不同打浆度下浆料纤维质量、动态滤水性能、Zeta电位、微观结构等方面的变化,并对不同比例配抄条件下的成纸性能进行考察,结果表明:针、阔叶浆的打浆度与打浆转数之间的关系均符合线性分布:y=17.7503+0.0015x,R^2=0.9914(针叶浆);y=8.8986+0.00275x,R^2=0.9734(阔叶浆);经PFI打浆后,两种木浆纤维长度、宽度变化较小,细小组分含量变化明显;随着打浆度的升高,两者的滤水性能下降,Zeta电位先上升然后基本保持不变;初始打浆度下,随着针叶浆比例的减少、阔叶浆比例的增加,成纸的抗张强度先下降再增大,厚度逐渐下降至不变,定量逐渐增加,柔软度逐渐下降;随着打浆度的升高,成纸的抗张强度增大,厚度、定量逐渐下降,针叶浆成纸柔软度逐渐下降,阔叶浆成纸柔软度先升高再逐渐降低。

加拿大针叶木纸浆的打浆特性及其电声性能

对各种加拿大进口针叶木纸浆的纤维特性做了分析,研究了各种加拿大进口纸浆的打浆特性及其电声性能。结果表明:在加拿大进口纸浆中,电子级乔治王子未漂白硫酸盐木浆FUKP和北木漂白硫酸盐木浆NBKP比较适合作为生产扬声器纸盆的主要材料。在扬声器纸盆的研发过程中,可以根据扬声器的具体用途及对音质的不同要求采用适当比例的FUKP和NBKP混合抄纸来达到相应的目标。