工业大麻秆纳米纤维素的制备

为实现工业大麻秆的高附加值利用,本研究以工业大麻秆为原料,通过测定化学组分,表明其高纤维素含量(41.45%)的基本特性,证实其制备纳米纤维素的可能性。采用TEMPO-NaBr-NaClO催化氧化体系配合超声制备了氧化纳米纤维素(TCNF),并研究其在制备过程中各阶段的形貌、化学结构、结晶度及热稳定性。结果表明,以工业大麻秆为原料制备的TCNF,其直径均匀分布在3~6 nm,保留了纤维素典型的Ⅰ型结构,结晶度为50.8%,具有较好的热稳定性。

生长期和植株性别对工业大麻秆“三大素”的影响

研究工业大麻Cannabis sativa秆生长周期和植株性别对＂三大素＂（纤维素、半纤维素、木质素）生成规律的影响,可为该材料在新能源和可再生纤维制备方面的利用提供参考。用SAS软件分别分析不同生长期和植株性别对工业大麻秆＂三大素＂质量分数的相关性。结果表明：生长期对工业大麻秆纤维素、木质素质量分数的影响显著（P〈0.05）,对半纤维素质量分数的影响不显著（P〉0.05）;植株性别对工业大麻秆纤维素和半纤维素质量分数的影响显著（P〈0.05）,对木质素质量分数的影响不显著（P〉0.05）。在整个生长期,＂三大素＂质量分数分别为380.8~525.0 g·kg^-1,174.2~275.5 g·kg^-1,109.8~235.8 g·kg^-1;随生长期的延长,纤维素和半纤维素质量分数先增加后减小,木质素质量分数呈增加趋势,即在工业大麻秆的生长过程中纤维素和半纤维素的合成要早于木质素。生长期77 d时植株开始出现雌、雄性别的表观差异,雌株的纤维素和木质素质量分数大于雄株的,半纤维素小于雄株的;但雌雄株之间的化学成分差异产生的原因还有待进一步进行研究。

不同灌溉周期对工业大麻秆部分理化性能的影响Ⅰ.不同灌溉周期对微观结构和三大素含量的影响

研究了三种不同灌溉周期(3天、14天和不浇水,分别标记为A、B和C)对工业大麻秆理化性能的影响。利用SAS软件分析了灌溉周期对纤维长度、宽度、细胞腔和细胞层数等各物理性能以及三种化学成分(纤维素、半纤维素、木质素)的影响。结果表明灌溉周期对纤维长度和细胞层数的影响显著(p<0.05),对纤维宽度和细胞腔宽度的影响不显著(p>0.05),A样品纤维长度最长、形成层的分生频率最高;而对其三种化学成分含量的影响均显著(p<0.05)。生长天数为120天的工业大麻秆中纤维素含量、半纤维素含量和木质素含量均达到最大值,分别为50.16%、22.63%和20.98%,三大素含量随生长天数的增加而增加;A植株中各化学成分含量最高,C的化学成分最低,而B样品其化学成分含量居中。增加灌溉,有利于提高工业大麻秆中纤维细胞的伸长和各种化学成分的合成,但并不能够改变各化学成分之间的比例。

果胶酶预处理对工业大麻秆纤维分离影响初探

为了降低生物质材料纤维分离的难度、能耗和污染物排放,研究了不同果胶酶预处理条件对工业大麻秆纤维分离程度和纤维形态的影响。结果表明,果胶酶预处理可以提高工业大麻秆纤维分离的程度,提高1~3根纤维的比例和优化纤维形态;当果胶酶预处理温度为50℃、果胶酶浓度为1.0%、处理时间为3 h时,用果胶酶预处理的工业大麻秆经高浓度盘磨机分离后,纤维形态得到优化,1~3根纤维比例增加。

不同工艺参数对UF工业大麻秆刨花板性能的影响研究

工业大麻秆是一种优质的轻质非木质原料,利用脲醛树脂为胶黏剂可以制备出性能优良的刨花板产品。笔者主要分析不同的工艺参数,包括密度、热压时间、热压温度和施胶量对板材性能的影响。研究结果表明,密度和施胶量对板材性能的影响要比热压温度和热压时间明显,随着板材密度、热压温度和热压时间的增加,板材的力学性能大多先增加后减小;而随着施胶量的增加,板材的力学性能呈增加趋势。在目标密度0.55 g/cm^3,施胶量10%,热压温度130℃或170℃条件下,板材的力学性能可达到国标普通刨花板的标准要求;当目标密度等于或高于0.65g/cm^3、施胶量等于或高于12%、热压温度在140～160℃、热压时间在20～45s/mm之间时,除TS外,板材的其他力学性能可达到国标室内装饰和家具用材的标准要求,并可与相同工艺条件下,目标密度为0.75 g/cm^3的木质刨花板的各项性能相媲美。可见,工业大麻秆是一种优质的非木质原料,利用该原料在低温条件下制备低密度的刨花板是可行的。

灌溉周期对工业大麻秆部分理化性能的影响Ⅱ.灌溉周期对纤维素相对结晶度和晶胞尺寸的影响

为更好利用生物质材料,研究纤维素的相对结晶度和晶胞尺寸及其影响因素,用广角X射线衍射仪,研究了不同灌溉周期(3天浇一次水、14天浇一次水、不浇水)对工业大麻秆纤维素相对结晶度和晶胞尺寸的影响。结果表明在整个生长期中,随着生长期延长纤维素的相对结晶度呈增加趋势,晶胞尺寸呈减小趋势;不同灌溉周期对纤维素相对结晶度和晶胞尺寸影响显著(P≤0.05);纤维素的物理结构在纤维细胞壁不同层次中是不同的。

水泥对工业大麻秆纤维板性能的影响

利用工业大麻秆制备纤维板,分析不同水泥添加量和工业大麻秆不同部位对其制备纤维板性能的影响。结果表明:随着水泥添加量的增加,工业大麻秆纤维板的内结合强度(IB)、静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)均降低,而吸水厚度膨胀率(TS)得到较大改善;大麻秆芯制备的纤维板力学性能优于大麻秆皮部。

利用工业大麻秆制备轻质保温材料的研究初探II-无机人造板的保温性能研究

工业大麻秆是工业大麻纤维的废弃物,为了更好的利用这种优质的木质原料,利用单因素法分析木质原料种类及其添加量对无机人造板保温性能的影响。结果表明,木质材料的添加对石膏人造板和水泥人造板的保温性能均有明显的改善效果;随着木质原料添加量的增加,无机人造板的导热系数具有显著的递减趋势。另外,工业大麻秆刨花对无机人造板保温性能的改善效果优于松木刨花,而工业大麻秆纤维的改善效果最好。总之,利用木质材料来改善无机人造板的保温性能是可行的,工业大麻杆多孔和低密度特性对改善无机人造板的保温性能非常有利。

利用工业大麻秆制备轻质保温材料的研究初探I-轻质刨花板的保温性能研究

为了更好地利用工业大麻纤维的废弃物工业大麻秆，利用单因素法分析了板材密度、施胶量和刨花形态对工业大麻秆刨花板保温性能的影响。研究结果表明，板材密度、施胶量和刨花形态对刨花板的保温性能具有明显的影响，随着板材密度的增加，板材的导热系数也增加，当密度为0．25g／cm^3时板材的导热系数最小。随着板材施胶量的增加，板材的导热系数增加；随着刨花尺寸的减小板材的导热系数也减小，当刨花为20-30目时，板材的导热系数最小，为0．050W／m·k。总之，利用工业大麻秆制备保温材料是可行的。

工业大麻干茎秆轴向压缩力学特性试验研究

工业大麻是一种专供工业用的大麻品种,其茎秆和木质部经加工处理后在造纸、建筑和装饰材料等领域的应用日益频繁。研究工业大麻茎秆压缩力学特性及其沿植株高度的变化可为工业大麻加工处理机械的设计提供参考依据。采用TFW-508微机控制万能材料试验机,分别研究工业大麻茎秆和木质部的轴向压缩力学特性,分析工业大麻茎秆及木质部的外径及重量与压缩力及压应力的关系,以及其力学性能沿高度方向上的分布状况。结果表明,工业大麻"皖大麻1号"茎秆沿株高方向(从低到高)的最大承载力(压缩力)均值分别是259.395N,209.364N,160.994N,最大压应力均值分别为1.787 MPa,1.692 MPa,2.011 MPa;其木质部沿株高方向(从低到高)的最大承载力(压缩力)均值分别是229.707N,187.806N,139.804N;最大压应力均值分别为1.214MPa,2.209MPa,1.413MPa。工业大麻整株轴向压缩力学性能有差异,其茎秆和木质部的重量与轴向压缩力呈正相关关系,其外径与轴向压缩力也有一定的相关关系。

不同纤维比例和果胶预处理对木塑复合材料力学性能影响的研究

为了制备出满足高强度需要的木塑复合材料和研究果胶溶液对复合材料性能的影响,利用单因素法分析了不同原料配比和不同浓度果胶溶液对工业大麻秆芯纤维/木材纤维/聚丙烯复合材料各项性能的影响,结果表明将两种纤维进行混合使用可以提高复合材料的各项性能。综合考虑吸水性和力学性能,当原料配比为5∶5时为最佳值,其24小时吸水厚度膨胀率为2.30%,静曲强度为44.5MPa,弹性模量为2755MPa。当利用浓度为0.4%~1.6%的果胶溶液来处理混合纤维时,复合材料的各项性能均变差(P<0.001)。总之,采用适当配比的混合纤维可为制备高强度的复合材料提供可行性,但果胶溶液的预处理却能显著降低复合材料的各项力学性能。