热压方法对苎麻秆无胶碎料板化学成分的影响分析

分别采用普通热压和喷蒸热压两种热压方法制备了苎麻秆无胶碎料板,并对热压前后碎料的化学成分进行了分析。结果表明,与热压前样品相比,2种热压后的样品中的半纤维素和纤维素均发生了不同程度的降解,但喷蒸热压后的样品降解程度更大,产生的低分子碳水化合物和类似于胶粘剂的成分更多。

KOH和ZnCl2活化剂对苎麻秆基活性炭微观结构的影响

以废弃苎麻秆为原料,通过KOH、ZnCl2活化及直接炭化三种方式制备样品。采用扫描电镜(SEM)、N2吸附等温线和X射线衍射(XRD)对碳质材料的微观骨架、孔分布和晶体结构进行分析。结果表明,样品微观形貌呈现多孔性。炭化样中含两种孔径大小的多边形孔道结构,且被一定厚度的孔壁隔开,孔壁上含有较多未通透的孔。基于吸附等温线及BET理论,KOH和ZnCl2样品比表面积分别为1194.22 m2/g和741.9 m2/g。ZnCl2活性炭总孔容为0.38 cm3/g,平均孔径为2.408 nm,与之相比,KOH样品总孔容变为1.5倍,平均孔径达1.911 nm。XRD研究表明,正是活化反应导致材料晶型变化,添加KOH使活性炭石墨微晶形成明显乱层结构,促进了微孔和中孔的形成。

苎麻秆的基本特性及无胶碎料板制造工艺

从苎麻秆的产量、分布以及基本物理化学性质等方面,分析了苎麻秆作为无胶碎料板原料的可行性。苎麻在我国的产量丰富,分布也较集中,这为工业化生产创造了条件。根据苎麻秆的特点制定相应的生产工艺,在实验室条件下生产出的无胶苎麻秆碎料板物理力学性能可达到JIS A 5908日本人造板检测标准要求。

复合添加剂对苎麻秆无胶碎料板性能的影响

以苎麻秆芯为原料,采用加入复合型添加剂的方法,按2种添加剂A︰B=1︰3的比例研制无胶碎料板,探讨热压温度、热压时间、添加剂用量、板坯的含水率对苎麻秆无胶碎料板的物理力学性能的影响并得出较优工艺参数,在此基础上探讨了密度变化对苎麻秆无胶碎料板的物理力学性能的影响,并与未使用添加剂的对照试验压制出的板材进行物理力学性能的比较。结果表明:在试验范围内,提高热压温度和添加剂的用量以及延长热压时间,对苎麻秆无胶碎料板的各物理力学性能都有所改善;在较优工艺参数的条件下,随着板密度增大,无胶碎料板的静曲强度、弹性模量与内结合强度明显提高;使用添加剂生产苎麻秆无胶碎料板能显著改善板材的各项物理力学性能。

预处理苎麻秆和红麻秆糖化发酵生产燃料乙醇

苎麻和红麻是我国传统纤维作物,皮部纤维在造纸、纺织等工业具有广泛用途,但剥皮后剩余的茎秆部分并没有被有效利用。由于其中含有较多纤维素,可望被生物转化生产燃料乙醇。比较了几种不同化学预处理方法对苎麻秆和红麻秆纤维素酶解性能的改善效果,进而选择碱法预处理后原料,进行半同步糖化发酵产乙醇实验。结果表明,苎麻秆和红麻秆经4%NaOH和0.02%蒽醌-2-磺酸钠盐(AQSS),在170℃下处理1 h,继而在固形物底物浓度18%时发酵168 h,发酵液中乙醇浓度达到51 g/L。采用少量多次补料至20%的底物浓度,乙醇浓度都能达到63 g/L,纤维素转化率分别为77%和79%。红麻秆经5.2%NaHSO3和0.2%H2SO4,在170℃下处理1 h,补料至20%的底物浓度时,乙醇浓度可达到65 g/L,纤维素转化率为72%。

苎麻茎秆拉伸力学性能的试验研究

以苎麻茎秆的木质部、韧皮纤维和茎秆为试验对象,在RGT—10型微机控制电子万能试验机上进行拉伸试验。试验结果表明:"华苎4号"木质部的杨氏弹性模量平均值为177.26N/mm2,最大抗拉强度平均值为32.25N/mm2;韧皮纤维的杨氏弹性模量平均值为1909.08N/mm2,最大抗拉强度平均值为82.51N/mm2;茎秆复合的杨氏弹性模量的平均值为118.88N/mm2。木质部的杨氏弹性模量、最大抗拉强度与韧皮纤维有显著差异;韧皮纤维杨氏弹性模量和最大抗拉强度明显高于木质部;木质部弹性模量与茎秆没有显著差异,茎秆的杨氏弹性模量低于木质部。

全自动苎麻茎秆分离机设计与实验

根据苎麻茎秆青皮、木质部和韧皮纤维力学性能的差异,经过方案论证和样机的试制改进,研制出了苎麻剥麻、打麻、挤胶一体化自动化设备。设备主要由麻秆输送分离机构、茎秆压紧喂入机构、麻骨破碎分离机构、麻皮纤维挤胶机构、麻皮纤维输出机构和控制系统构成,采用PLC控制实现了各机构速度可调和联动工作,实现了全喂入式苎麻茎秆韧皮纤维与木质部分离生产,解决了苎麻尾部剥离问题。

苎麻茎秆的力学性能及力学建模方法

从苎麻茎秆结构组成及现有剥离方式两方面定性地分析了苎麻茎秆组分韧皮与木质部的力学性能,两者机械性能存在较大差异;简述了在线弹性条件下农业固体物料本构关系建立的方法;按照线性复合材料的力学分析理论,假设茎秆及其组分韧皮与木质部为横观各向同性材料,探讨了建立其相应本构关系的过程和苎麻茎秆力学分析模型的方法。

苎麻单茎秆切割试验与分析

对苎麻茎秆进行单茎秆切割试验分析,获得不同切割刀片和切割形式下切割苎麻单茎秆所需的最大切割驱动力和切割功耗。试验结果表明,当用锯齿刃长刀片(120mm)双刀片以剪的形式切割苎麻单茎秆时,其最大切割驱动力和切割功耗最大;当用光刃短刀片(81mm)单刀片以挤压的形式切割苎麻单茎秆时,其最大切割驱动力和切割功耗最小。

苎麻全秆栽培平菇和秀珍菇的比较试验

选取苎麻全秆和棉籽壳为栽培料,以熟料袋栽方式进行平菇和秀珍菇的栽培试验,通过对比分析,探讨利用不同比例的苎麻全秆和棉籽壳栽培平菇和秀珍菇的生物学效率和经济效益。结果表明,在不同比例的苎麻全秆和棉籽壳配方中,平菇各配方中子实体生长及生物转化率都较好,秀珍菇配方C的生物转化率和投入产出比较好;秀珍菇的生物学效率低于平菇,但经济效益明显高于平菇。说明用部分苎麻全秆代替棉籽壳栽培平菇和秀珍菇是可行的,添加40%的苎麻全秆有利于提高秀珍菇的产量和效益,值得推广。

苎麻茎秆冲击断裂韧性试验与分析

为了揭示不同含水率的茎秆在冲击载荷下,韧皮部和木质部的分离断裂能分布规律,以收获期二麻为试验对象,参照GB/T 1843-2008试验标准,采用TF-2056B悬臂梁冲击试验机对不同部位和不同含水率条件下的苎麻茎秆进行了冲击断裂能量试验。试验数据表明:苎麻茎秆下端部冲击断裂韧性最大,苎麻整秆最大冲击断裂能平均值为0.5067 J;含水率为84.04%时,苎麻茎秆冲击分离效果最好,连接木质部与韧皮部的"形成层"冲击断裂分离能由下端部至梢部依次为0.3072、0.2165、0.1662 J。该研究为苎麻茎秆收割、储存、剥离时间段选择及低能耗高效率分离机构设计提供理论依据。

苎麻茎秆机械分离过程力学建模与试验分析

现有苎麻茎秆机械分离技术主要核心工作部件是剥麻辊结构,试验以该核心工作部件为基础,构建了新型茎秆分离台架。苎麻茎秆分离过程是由折断和麻皮麻骨分离瞬时完成的,以此推导了辊齿对麻秆作用的折断能和分离能的关系表达式,分析了结构参数对茎秆分离的影响;在此基础上,对主要部件剥麻辊以辊转速、辊半径、辊齿数、啮合深度为试验因素,设置了L9(34)正交试验。结果表明,各因素对剥净率影响的高低排序为剥麻辊转速、啮合深度、剥麻辊齿数、剥麻辊半径,较优组合为剥麻辊转速900 r/min、啮合深度5 mm、剥麻辊齿数20个、剥麻辊半径120 mm,此时剥净率为98.42%。试验揭示了苎麻茎秆机械分离的机理,优化了剥麻技术的工艺参数,为剥麻技术的开发提供了技术支撑。

阳离子化苎麻茎秆吸附活性染料溶液研究

对苎麻茎秆木屑进行阳离子化接枝改性,考察原苎麻茎秆木屑与阳离子化改性苎麻茎秆木屑在吸附剂用量、吸附时间、染料浓度、溶液温度、溶液pH值各因素对活性艳红X-3B溶液染料吸附率的影响。实验结果表明经阳离子化改性后苎麻茎秆木屑的吸附性能明显提高。吸附温度和溶液pH值对阳离子化改性苎麻茎秆木屑吸附活性艳红X-3B溶液染料影响不大;最佳吸附条件为当染液容量为50 mL时,苎麻茎杆木屑用量为1.0 g,吸附时间为45 min,染料浓度0.5 g/L,吸附率达到99%。

苎麻杆(芯)作为造纸纤维原料的初步试验

本文介绍了已去皮的苎麻杆进行的蒸煮、漂白、打浆、抄片等实验室试验,结果在纤维形态、纸样物理强度方面与全杆红麻浆进行了比较。