棉杆木质素/PP-g-MAH复合材料的制备及其结构和抗氧化性能

使用马来酸酐(MAH)、3-氨基-1H-1,2,4-三唑(ATA)试剂接枝改性的聚丙烯(PP),与采用ZnCl_(2)预处理的棉杆木质素,通过双螺杆挤出和注射成型的方法制备了4种不同质量比的棉杆木质素/PP-g-MAH复合材料,并进行了室内热氧老化,通过红外、差热分析表征了材料的结构与热性能,并测定了材料老化前后的力学性能、流变性能和微观形貌。结果表明,复合材料组分间以Zn^(2+)为配位中心的配位键形式相连接,该结构可作为力学牺牲键大幅提高材料的力学性能。木质素的加入,可减缓热氧对PP的老化速度,提高PP的使用寿命,当木质素含量为10 wt%时,试样老化后冲击强度和断裂伸长保留率最优,分别达到79.1%和86.1%;木质素含量15 wt%的试样老化后表面最光滑,未出现明显沟壑裂纹,10 min静态扭矩达最大值且下降趋势最缓。

棉杆木质素提取及其对聚丙烯抗氧化性能分析的综合性实验

介绍了一个以从新疆废弃棉花秸秆中提取出的木质素为原料及其对聚丙烯(PP)抗氧化性能为一体,针对高分子相关专业开设的综合性实验。基于新疆大学高分子相关专业的实际情况,将教师的科研项目与本科教学相结合,该综合性实验主要包括了棉杆木质素的提取、人工加速老化试验和抗氧化性能表征分析的特色实验体系。在实践教学中,学生不仅学习了棉杆木质素的提取过程,还认识了人工加速老化试验对材料的老化机理及其对抗氧化性能的影响,也拓宽了对专业知识的综合理解,为科研成果转化为教学实验提供了借鉴。

超声波辅助离子液体法提取棉杆木质素及其应用

采用超声波辅助离子液体法从废弃棉杆中提取了木质素,探究了反应时间、反应温度、离子液体种类及水和离子液体体积比对木质素提取率的影响;对木质素进行结构与性能表征,并探究了其作为抗氧剂对聚丙烯树脂(PP)性能的影响。结果表明,当反应时间为2 h、反应温度为50℃、离子液体为[Bmim]Cl、V(水)∶V(离)=0∶5时,木质素提取率为89.95%。红外光谱与工业木质素标准谱带基本一致,具有较好的热稳定性,微观形貌呈多孔球形。当木质素质量分数为0.5%时,PP的氧化诱导时间提高了78.72%,拉伸强度为37.50 MPa,断裂伸长率为654.97%,10 min静态毛细管流变性能保持最好。

改性木质素的制备及对聚丙烯阻燃和抗氧化性能的影响

以棉杆木质素(LG)为原料制备了尿素基改性棉杆木质素(UM-LG)、酯化木质素(EL)、间苯二胺基改性棉杆木质素(ML)3种改性棉杆木质素,并作为聚合物改性剂,添加到聚丙烯(PP)中,研究了不同改性木质素对PP阻燃和抗氧化性能的影响。结果表明,3种改性木质素对PP的阻燃和抗氧化性能都有所提升。PP中添加15%UM-LG后,与纯PP试样相比较,氧化诱导时间延长了52.9%;在200℃、螺杆转速30 r/min、回流10 min下剪切扭矩提高了50.58%。当PP中添加15%ML后,氧指数达到24.9%;从扫描电镜图中可以发现,3种改性木质素的添加使得PP在燃烧过程中形成了炭层,进一步说明,改性木质素增强了PP的阻燃性能;力学性能测试表明,由于改性木质素的添加,PP的力学性能受到一定程度的影响。

尿素基改性LG对PP阻燃和抗氧化性能的影响

以尿素、棉秆木质素(LG)和甲醛为原料,通过曼尼希反应制备出尿素基改性棉秆木质素(UM-LG),然后将UM-LG和聚丙烯(PP)以一定比例复合,再复配一定比例的聚磷酸铵(APP)来研究对PP阻燃和抗氧化性能的影响。当棉杆木质素添加量为15份、APP添加量10份时氧化诱导时间(OIT)从3.61 min增加到了6.12 min,增加了69.5%;与纯PP的试样相比,微量混合流变实验1 min时扭矩增加了107.4%,说明UM-LG增强了PP的抗氧化性能;极限氧指数从17.8%增加到28.7%,SEM图中可以发现UM-LG和APP的添加使得PP在燃烧过程中形成了炭层,进一步说明了UM-LG增强了PP的阻燃性能,力学性能测试表明,随着UM-LG和APP的添加,PP的力学性能受到一定程度的影响。