KOH活化木材苯酚液化物炭纤维的制备与孔结构分析

为了考察碱/炭比、炭化温度以及活化温度对活性炭纤维孔结构的影响,以木粉为原料经液化、纺丝、固化、炭化及KOH活化工艺过程制备了木材苯酚液化物活性炭纤维;采用正交实验方法优化了活性炭纤维制备工艺。结果表明:诸因素中的显著性依次为活化温度>炭化温度>碱/炭比;优化组活性炭纤维的比表面积为1 546m2/g;400℃炭化温度下制备的活性炭纤维具有较高的中孔比率。

纺丝液合成因素对木材液化物炭纤维原丝性能的影响

利用木材苯酚液化物合成纺丝液,熔融纺丝制成新的炭纤维原丝,研究了纺丝液合成因素对原丝性能的影响。试验结果表明:增加合成纺丝液时液化原料中的苯酚/木材比(液固比),则原丝的力学性能提高明显,其中液固比由3增加至4时,原丝拉伸强度增加了近9倍;合成剂用量的增加却导致原丝力学性能的降低,当合成剂用量为6%时,原丝的拉伸强度和拉伸模量降幅较明显,而断裂伸长率的最大降幅却出现在合成剂用量为4%时;原丝的拉伸强度和拉伸模量随合成温度的升高而增加,但增幅较小,断裂伸长率随合成温度的升高却呈下降趋势,且从110℃升高到115℃时断裂伸长率降幅较大;原丝的力学性能随合成纺丝液升温时间的增加而先升高后降低,升温时间为40 min时制备的炭纤维原丝的力学性能最优。

三倍体毛白杨及杉木苯酚液化物的结构分析

为搞清酸性条件下三倍体毛白杨和杉木苯酚液化物的结构,该研究对两种木材分别进行了液化处理,并对液化物进行了傅立叶转换红外光谱(FTIR)、核磁共振光谱(1H--NMR1、3C--NMR和31P--NMR)以及电子扫描电镜(SEM)的测定分析.FTIR和NMR的分析结果表明,液化后的毛白杨和杉木均发生了结构上的明显变化,出现了纤维素和木素的基本活性结构单元,表明液化处理使木材发生了降解、酚化等化学反应.SEM测定结果表明,木材液化物中含有未完全液化的微小木材组织碎片,两种木材液化物中残存的这种物质的大小存在差异.

硼改性木材液化物纺丝液的制备与表征

使用六次甲基四胺、硼酸、碳化硼、木材液化物,以较简单方法制备出具有一定可纺性的高邻位硼改性热塑性木材液化物树脂。硼酸可与六次甲基四胺、木材液化物发生化学反应,使硼氧键引入纺丝液,有效改善了纺丝液的化学结构,纺丝液邻对位比最高可达2.82,软化点提升至77℃;碳化硼不与纺丝液发生反应,以物理方式与纺丝液混合。硼化物添加量越多,纺丝液耐热性越好,当硼酸、碳化硼添加量为4%时残炭率可达42.22%、41.40%,但会使纺丝液的可纺性变差。当硼酸、碳化硼添加量3%时,可获得耐热性、纺丝性俱佳的硼改性木材液化物纺丝液。