生物基功能环保纱线的开发与应用现状

为深入探究生物基功能环保纱线的工艺措施,通过查阅大量有关文献进行归纳总结,得出不同类别生物基纤维的预处理、加工过程工艺参数设定、纺纱环境及工艺原则等。指出:对于强力比较低的生物基纤维需要进行自由开松,以避免损伤纤维;对于回潮率较高的生物基纤维,需控制好车间温湿度,使纤维最好处于放湿状态,以防止纤维缠绕胶辊;对于可纺性能比较差的生物基纤维,为不影响成纱强度,其占比不超过30%;对于易产生静电的生物基纤维,为提高其蓬松性,需对纤维喷洒预处理剂,且密封处理24 h以上;对于长度较长的生物基纤维,为减小纤维损伤,开清棉采用“以梳代打,减少落棉,降低打手速度”的原则,梳棉工序采取“低速度,大隔距,适当增加锡林刺辊线速比”的原则,实现纤维快速转移。

生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展

环氧树脂是目前应用最为广泛的热固性树脂之一,其固化后会形成不溶、不熔的高度交联的三维网络结构,从而导致树脂及其碳纤维复合材料的降解困难而且难以再加工,造成了严重的资源浪费与环境污染。采用可再生生物质原料制备生物基可降解环氧树脂及其碳纤维复合材料,在缓解能源危机、减轻环境污染和实现资源再利用上具有重要意义。综述了生物基可降解环氧树脂及其可回收碳纤维复合材料的研究进展,主要包括含有热或化学不稳定键的可降解环氧树脂的合成、性能、降解机理及其碳纤维的无损回收,并总结了其优缺点。

农业废弃物加氢热解联合挥发分催化加氢制燃料油

利用农业废弃物生产燃料油是“双碳”背景下富有吸引力和挑战性的课题。该研究在两段加压固定床反应器上进行了生物质加氢热解联合挥发分催化加氢转化试验,由生物质加氢热解(压力5.0 MPa、升温速率15℃/min、终温700℃)产生的挥发分通过NiMo-HZSM-5层进行催化加氢(压力5.0 MPa、温度320℃)实现生物油提质;研究了3种农业废弃物玉米秸秆、棉花秸秆和花生秸秆的产油特征,借助水洗和酸洗预处理的方法、并采用纤维素和木质素模型化合物考察了不同纤维组成的影响。结果得到,3种农业废弃物的催化加氢生物油产率为10.3%~15.9%,生物油中脂肪烃占比达73.0%~84.8%,几乎不存在含氧化合物和含氮化合物。3种农业废弃物经水洗后脱除部分中性溶解物后,其催化加氢生物油产率提高至18.1%~18.5%;经酸洗后主要残留纤维素和木质素,其催化加氢生物油产率相比水洗又有所提高。模型化合物的研究揭示,纤维素可获得产率较高的富含环戊烷、环己烷和十氢萘类脂环烃化合物的催化加氢生物油,而木质素的催化加氢生物油产率较低,倾向生成单环芳烃,也可生成环己烷和十氢萘类化合物,却不易生成环戊烷类化合物。该研究提供了利用农业废弃物高效生产燃料油的新技术途径。

海藻纤维应用现状及发展

为了充分开发海藻纤维在纺织领域的应用潜力,介绍了海藻纤维的制备方式,并结合海藻纤维本体及附加性能,从纱线的可纺性、阻燃织物的开发、多功能高附加值纤维的研发以及产业化应用中存在的染色问题四方面着手,总结海藻纤维的研发及其在纺织领域的应用现状。认为:海藻纤维作为一种绿色环保纤维,来源充足,应用广泛,未来有关海藻纤维的创新研发将会得到充分发展,进一步推动海藻纤维的产业化应用。

生物基PA56/512于GF/PA66复合材料轨道扣件的应用

采用熔融共混法制备了玻璃纤维(GF)/尼龙66(PA66)/生物基尼龙56/512(PA56/512)共聚物复合材料。考察了生物基PA56/512共聚物对复合材料综合性能的影响及其于轨道扣件产品应用效果。结果表明,PA56/512共聚物能明显改善复合材料的加工流动性能,促进GF的包覆及分散;提升复合材料的耐低温性能;解决GF/PA66复合材料吸水率偏高的问题。当PA56/512共聚物质量分数为20%时,复合材料的综合性能最佳。PA56/512共聚物的加入,提高了轨道扣件产品的绝缘性能、改善了制品外观,X射线测试结果表明,产品内部无气孔,满足轨道交通领域的应用要求。PA56/512共聚物的引入解决了传统尼龙复合材料吸水率高、强度与低温韧性无法兼顾问题,大幅拓宽了轨道扣件的应用范围。

泰纶■纤维休闲针织面料开发

分析泰纶■纤维低碳环保生物基聚酰胺特性及泰纶■面料产品优良服用性能,开发春夏针织运动休闲健康面料。介绍开发工艺及技术创新点和难点,并测试织物的物理性能、吸湿速干及透气功能性等。结果表明,所开发面料挺括不变形,颜色新颖,吸湿速干及透气性能优异,物理指标均符合FZ/T 73020一2019《针织休闲服装》及相关功能性标准要求,是开发健康休闲针织产品理想面料。

Coconut Fiber Pyrolysis: Bio-Oil Characterization for Potential Application as an Alternative Energy Source and Production of Bio-Degradable Plastics

The current energy crisis could be alleviated by enhancing energy generation using the abundant biomass waste resources. Agricultural and forest wastes are the leading organic waste streams that can be transformed into useful alternative energy resources. Pyrolysis is one of the technologies for converting biomass into more valuable products, such as bio-oil, bio-char, and syngas. This work investigated the production of bio-oil through batch pyrolysis technology. A fixed bed pyrolyzer was designed and fabricated for bio-oil production. The major components of the system include a fixed bed reactor, a condenser, and a bio-oil collector. The reactor was heated using a cylindrical biomass external heater. The pyrolysis process was carried out in a reactor at a pressure of 1atm and a varying operating temperature of 150˚C, 250˚C, 350˚C to 450˚C for 120 minutes. The mass of 1kg of coconut fiber was used with particle sizes between 2.36 mm - 4.75 mm. The results show that the higher the temperature, the more volume of bio-oil produced, with the highest yield being 39.2%, at 450˚C with a heating rate of 10˚C/min. The Fourier transformation Infrared (FTIR) Spectroscopy analysis was used to analyze the bio-oil components. The obtained bio-oil has a pH of 2.4, a density of 1019.385 kg/m3, and a calorific value of 17.5 MJ/kg. The analysis also showed the presence of high-oxygenated compounds;carboxylic acids, phenols, alcohols, and branched oxygenated hydrocarbons as the main compounds present in the bio-oil. The results inferred that the liquid product could be bestowed as an alternative resource for polycarbonate material production.

生物基PA 56/PET共混纤维与混纤复合丝的制备及性能研究

以生物基聚酰胺56(PA 56)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为原料,分别通过共混纺丝、网络混纤制备PA 56/PET共混纤维、PA 56/PET混纤复合丝,研究了不同PA 56含量的PA 56/PET共混纤维的成纤性能、力学性能及染色性能,以及不同网络压力下PA 56/PET混纤复合丝的染色效果及其织物风格。结果表明:在PET中添加PA 56共混纺丝,当PA 56质量分数为20%时,PA 56/PET共混纤维具有较好的力学性能及染色性能,纤维断裂强度4.2 cN/dtex、断裂伸长率25%、条干不匀率0.96%,采用分散染料染色后纤维织物染色均匀性达灰卡标准5.0级,且染色深度比纯PET纤维织物的深;将PET纤维与PA 56纤维按5050混纤,在网络压力0.08~0.30 MPa下混纤效果好,混纤复合丝断裂强度4.0~4.2 cN/dtex、断裂伸长率24%~25%、条干不匀率1.17%~1.44%,选择不同类型的染料染色后混纤复合丝具有同染异色、同浴异染的效果,其织物的染色均匀性在2.5~3.5级,呈现明显的异彩条纹风格。

生物基可持续皮革替代材料的研究现状及进展

微生物和植物材料具有可生物降解性、独特的物理机械特点,以及形成和处理过程中的无污染和可再生性等优势,可用作皮革的替代材料。文中从原料来源、制备方法等方面介绍了近年来生物基皮革替代品的研究进展,指出了目前研发存在的不足,并探讨了未来的发展趋势。

菌丝球模板法制备二氧化钛中空纤维及其光催化性能研究

以菌丝球为模板制备了二氧化钛中空纤维,得到的样品复制了菌丝球模板的外观和内部结构。所得的TiO_(2)颗粒平均直径为2~3 mm,内部中空纤维直径约为600~900 nm。通过TGA、SEM、EDX、XRD等对样品进行表征,并通过紫外光下罗丹明B的降解来评估不同煅烧温度下样品的光催化性能。结果表明,煅烧温度为600℃的样品可获得最佳的光催化性能,在120 min内10 mg/L罗丹明B的降解率可达99.5%。

3D打印连续苎麻纤维增强聚乳酸复合材料的准静态侵彻性能

传统成型工艺制造的合成纤维增强复合材料逐渐无法满足低成本、快速制造、环境友好等要求。因此,选取连续苎麻纤维增强聚乳酸(PLA)基生物质复合材料,采用原位浸渍3D打印工艺成型不同铺层方式的样件。利用准静态侵彻测试评估了铺层方式、支撑跨距与冲头直径比(跨距比)及增强材料对侵彻性能的影响,并通过背光法实时监测侵彻过程中复合材料的损伤行为。结果表明,连续苎麻纤维的加入使样件的侵彻强度提升了51.5%(单向)和52.9%(正交);正交铺层的复合材料样件与单向铺层相比,吸收的能量和最大侵彻力分别提升了24.9%、13.1%;打印样件的侵彻力和能量吸收能力随着跨距比的降低而显著增加,跨距比为10时的正交铺层复合材料与跨距比为5时相比,强度提升了202.4%。最后通过样件的多尺度失效特征分析及侵彻机理研究,揭示了3D打印生物质复合材料的铺层结构-侵彻性能的关系。

生物基聚乳酸纤维制备与应用前景分析

探讨生物基聚乳酸纤维制备、应用及回收策略问题。综述了生物基聚乳酸材料制备方法特点,对聚乳酸纤维的制备方法进行了分析,包括熔融纺丝、溶液纺丝和静电纺丝。总结了近年来聚乳酸纤维在生物医学、过滤与分离、包装等领域的应用研究进展以及其回收利用策略。聚焦聚乳酸纤维材料及其制品的开发,提出了生物基聚乳酸纤维成形和应用上尚需研究的理论方案和技术措施。认为:生物基聚乳酸具有环境友好性,随着技术发展、产能增加、成本降低,生物基聚乳酸纤维材料在生物医疗、过滤与分离、包装等领域展现出良好的应用前景。

碳纤维和玻璃纤维混杂增强生物基PA56复合材料制备及性能

通过双螺杆挤出机连续进纤的方式制备出碳纤维(CF)和玻璃纤维(GF)混杂增强生物基PA56复合材料(生物基PA56/CF/GF),研究分析CF与GF不同混杂比对其结构和性能的影响。研究结果表明,所制备的复合材料密度均低于1.5 g/cm^(3),CF与GF纤维在复合体系中与生物基PA56充分黏结在一起;不同混杂比纤维的加入,复合材料的力学性能与纯PA56相比显著提高,当CF与GF体积分数为2∶1混杂时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为182.2 MPa,是纯生物基PA56的1.48倍;弯曲强度为252.2 MPa,弯曲弹性模量达到13 052 MPa,是纯生物基PA56的1.78倍和3.58倍;缺口冲击强度可以达到9.3 kJ/m^(2),是纯生物基PA56的2.1倍;复合材料的热分解温度略有升高。该复合材料密度低、力学性能优良、热性能稳定,完全符合以塑代钢的绿色理念。综合分析,该复合材料有着较高的附加值,可以应用在风力发电叶片等领域。

玄武岩纤维-木纤维复合碱式硫酸镁水泥性能的改性机理

以碱式硫酸镁水泥(BMSC)为基质,以生物基循环木纤维(RWF)为轻质填料,并掺入玄武岩纤维(BF)为增强改性材料,开发出一种轻质高强、高韧性的碱式硫酸镁复合材料。从RWF填料和不同体积占比、不同长度的BF纤维出发,讨论其对改性后BMSC复合材料的流动性、分散系数(纤维)、密度、抗压强度和抗折强度的影响;通过SEM、EDS、XRD微观表征分析对复合材料微观结构的形成进行研究。结果表明:RWF的加入虽然显著降低了BMSC的材料密度,但RWF与BF结合形成复合纤维体系能明显提升BMSC复合材料的力学性能,尤其是抗折强度,较未添加RWF和BF的原生BMSC材料提升比例最高达80%以上;通过微观表征分析发现,RWF在BMSC中拥有良好的界面黏结性能,RWF与BF的共同存在使BMSC材料形成镁水泥基质-循环木纤维-玄武岩纤维体系,提升了复合材料的强度;采用基于图像识别技术的半定量化方法对碱式硫酸镁水泥5·1·7相晶体的发展程度进行辅助量化分析,为材料制备过程中BMSC产品性能的控制提供可能。

生物基化学纤维性能及应用现状

通过探讨生物基化学纤维在纺织品领域应用前景及价值,从而加快生物基化学纤维的广泛使用及进一步促进纺织品产业的绿色、可持续发展,文章首先总结了近年来生物基化学纤维的发展现状,然后分别阐述了聚乳酸、PPT、PA56等6种现阶段常见的生物基化学纤维的制备方法、性能特点及应用情况,最后分析了生物基化学纤维产业发展所存在的问题,并为生物基化学纤维今后发展提出适当建议。

基于Bio-PEPA的光纤网络安全态势动态计算系统

光纤网络安全态势动态计算时,以往使用的系统在状态激增的情况下,极易受到攻击破坏,系统的脆弱性比较高。为此,提出基于Bio-PEPA的光纤网络安全态势动态计算系统。在硬件设计上,采用以传感器为主,分析器与决策器为辅的连接结构,针对态势数据源的不同,设计多源传感器,通过传感器将态势数据传输到上层应用;在软件设计上,利用Bio-PEPA建立光纤网络形式化模型,根据上传的态势事件性质的不同,确定并量化态势指标,结合模型中的观测值,实现光纤网络安全态势动态计算。至此,系统设计完成。测试结果表明:设计系统在状态激增的情况下,稳态概率值变化范围在0.05~0.5之间,并且动态计算时间组件数量为9 000时仅需要2.663 s。说明所提方法对于光纤网络安全态势动态计算的研究有一定的参考价值。

玻璃纤维增强生物基PA10T复合材料的制备及性能研究

由癸二胺和对苯二甲酸缩聚而成的新型生物基半芳香族聚酰胺材料--聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T),其生物基质量分数为40%~60%,碳排放优势明显,可以满足可持续发展需要。以PA10T作为基体树脂,玻璃纤维(GF)作为增强材料,通过熔融挤出法制备了一系列GF增强PA10T复合材料,并对材料的力学性能进行了研究。结果表明:随着GF增强体含量的逐渐增加,所制备的GF增强PA10T复合材料的拉伸强度、弯曲模量和缺口冲击强度均逐渐增加。当GF增强体的添加质量分数为35%时,所制备的PA10T复合材料(PA10T-GF35)的拉伸强度为194.8 MPa,弯曲模量为10246.8 MPa,缺口冲击强度为8.8 kJ/m^(2)。此外,对PA10T-GF35复合材料的非等温结晶性能、耐冷冻液性能和加工性能进行了相关研究,结果表明:相较于聚酰胺66(PA66)和聚对苯二甲酰己二胺/聚酰胺66共聚物(PA6T/66),PA10T作为基体树脂所制备的PA10T-GF35复合材料展现出更好的耐冷冻液性能;同时,添加CYD-819可以明显改善PA10T复合材料的加工流动性能。

改性玄武岩纤维生物巢技术在污水处理中的应用进展

改性玄武岩纤维(Modified Basalt Fiber, MBF)作为一种绿色环保的污水生物处理载体材料近年来受到重点关注,基于MBF构建的生物巢技术不仅可以强化水质净化效果,而且具有能耗低、污泥产量少等优点。从基本特性、生物相容性等方面对比常用载体材料并论述MBF的优势,梳理总结MBF生物巢技术的要点及其水质净化机理的基础上,重点介绍MBF在污水处理中的应用案例,并对MBF生物巢技术未来发展趋势和研究重点进行展望。

生物基锦纶56纤维染色研究进展

生物基锦纶56纤维因其绿色环保、性能优异等优点,被广泛应用于服装服饰、家居等纺织各领域,但其染色应用研究主要从近10年开始,而且存在理论研究支撑不足等问题。文中从生物基锦纶56纤维的结构特点出发,分别归纳总结了酸性染料、活性染料及还原染料对生物基锦纶56纤维及其混纺织物的国内外染色应用现状,为后续锦纶56纤维纯纺及混纺织物染色提供指导。

棉/生物基弹性聚酯纤维混纺针织物的服用性能

针对生物基弹性聚酯(PTT)纤维因自身特性难以单独成条纺纱的问题,设计在清花工序运用3种不同形态棉纤维辅助PTT纤维成卷成条,并采用赛络纺方式制成线密度为14.7 tex的棉/PTT纤维(60/40)混纺纱,然后织成纬平针织物比较分析其顶破性、起毛起球性、耐磨性、透气性、透湿性及悬垂性能,最后用模糊综合评判模型对织物性能进行综合评判。结果表明:棉纤维的伸直程度高,可加大与PTT纤维间的摩擦力,提高了混纺针织物的顶破性、抗起毛起球性、透气性;织物表面PTT纤维含量多,则耐磨性较佳;而透湿性与悬垂性能与棉纤维形态基本无关。基于模糊评价模型判定,选用精梳棉条辅助PTT纤维成卷的混纺针织物的综合服用性能较佳。