AKD改性杨木粉/PLA复合材料模压工艺与性能

以杨木粉和聚乳酸为原料,利用烷基烯酮二聚体(AKD)对杨木粉进行表面改性处理,通过模压成型工艺制备了杨木粉/聚乳酸(PLA)复合材料。以模压温度、模压压力和保压时间为正交实验因素,将复合材料力学弯曲性能和冲击强度作为评价指标,分析了模压成型工艺对复合材料力学性能的影响;在此基础上分析了AKD含量对杨木粉/PLA复合材料力学性能和吸水性能的影响。结果表明,模压工艺对复合材料力学性能的影响程度依次为模压温度、模压压力、保压时间;当模压温度为170℃、模压压力为4 MPa、保压时间为6 min/次、5次保压、AKD含量为2%~3%时,制备的杨木粉/聚乳酸复合材料力学性能和吸水性能较好。

杨木粉在EmimAC离子液体中溶解性能的研究

采用离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(Emim AC)溶解杨木木粉,研究杨木粉在Emim AC中的溶解性能。通过单因素和正交试验优化得到溶解最佳条件为:溶解温度160℃,溶解时间16 h,木粉含水量7.5%,超声波预处理时间10 min,在此条件下,杨木粉溶解率为48.30%。在溶解过程中,未溶部分的总木质素含量呈现先增加后减小的趋势,在溶解时间为6 h时总木质素由原料的26.29%增至最大29.43%。通过SEM、XRD、FT-IR对溶解前后木粉结构进行了表征,结果表明,溶解过程中Emim AC对杨木粉结构造成了一定破坏,在溶解时间为16 h时,结晶度由原来的45.43%降至29.03%,但此过程中并没有相应衍生物的产生,Emim AC是杨木粉的强而有效的直接性溶剂,为生物质的高效利用打下了基础。

异氰酸酯/硅烷偶联剂接枝改性杨木粉的制备及其表征

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂、辛酸亚锡为催化剂,采用4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯)/γ-氨丙基三乙氧基硅烷(MDI/KH550)对杨木粉(PWP)表面接枝化学改性。研究了反应物料比、反应温度、反应时间及催化剂用量对杨木粉改性反应的影响,并通过接触角测量、元素分析、红外光谱(FT-IR)、13C固体核磁共振光谱(13C CP-MAS NMR)及扫描电子显微镜(SEM)表征了改性杨木粉的结构与表面性能。研究结果表明,以MDI与PWP活性羟基物质的量比2∶1,MDI与KH550物质的量比1∶1,120℃反应2 h,制备的MDI/KH550改性杨木粉质量增加率为40%～60%,催化剂对改性反应无明显影响;改性后杨木粉疏水性增强。

木粉含量对木粉-HDPE复合材料物理力学性能的影响

通过研究木粉含量对杨木粉-HDPE复合材料密度、吸水率、力学性能和流变行为的影响,结果发现:木粉含量由50%增加到70%时,复合材料的密度增大了15%,吸水率变大,弯曲强度提高了10%,弹性模量提高了约78%,但冲击强度下降了32%;流变研究表明,随着木粉含量增加复合材料的类固体行为更加显著。

PLA/杨木粉木塑复合材料的配方优化与力学性能研究

针对绿色环保材料——聚乳酸(PLA)的脆性和结晶问题,本研究通过加入填料——杨木粉的方法以期改善其物理、力学性能.通过注射成型制备出以聚乳酸为基体、杨木粉为填料的PLA/杨木粉木塑复合材料,并逐次改变甘油、增塑剂、增韧剂等助剂含量,以期获得优化的PLA/杨木粉木塑复合材料配方.研究结果显示,添加杨木粉后,PLA聚合物的韧性有所提升,但拉伸强度和弯曲强度却有所下降.为改善其弯曲强度与拉伸强度,实验添加甘油作为相容剂,改善两相相容性,以期拉伸强度和弯曲强度有所提升,但韧性却略有下浮.为了进一步在保持弯曲和拉伸性能的前提下改善其塑性和韧性,实验在此基础上再逐次添加不同含量的增塑剂DOP与增韧剂PBS,最终获得较佳的力学性能.实验结果表明,当在PLA/20%杨木粉复合材料中添加6%甘油、8%DOP、35%PBS时,其综合力学性能达到最佳.

杨木粉无胶温压成形复合材料环境友好性评价

在运用热脱附-气相色谱/质谱(TD-GC/MS)联机技术分析杨木粉末无胶温压成形复合材料在4,60,90和160℃等4个环境温度点的挥发物总离子流图的基础上,采用色谱峰面积归一化法鉴定出杨木粉末基复合材料在各温度下的保留时间及峰面积,进而评价杨木粉末基复合材料的环境友好性。结果表明:在不同温度下,杨木粉末基复合材料挥发物中的有益成分含量明显多于有害成分,在40,60和160℃时,有益成分含量为有害成分含量的6倍以上,90℃时有益成分为有害成分的29倍,环境友好性良好;杨木粉末基复合材料总挥发物种类及有益成分种类、有害成分种类与杨木原粉相应种类大致相当,但有益成分明显增多,有害成分减少,增减幅度较大。说明这类杨木粉末基复合材料不仅无胶温压成形工艺具有环境友好性,且其制品的制备和使用过程都具有环境友好性。

煤与杨木粉在氩气环境中共热解脱硫研究

在氩气气氛中采用固定床反应系统对合山原煤与杨木粉共热解脱硫效果进行了考察.主要考察了热解温度、热解时间对合山原煤与杨木粉共热解中挥发分和硫变化的影响.结果发现:随热解温度的升高,挥发分的损失量增加,而半焦的含硫量呈现先是下降而后升高、又下降的变化趋势;随热解时间的延长,挥发分的损失量增加,而半焦的含硫量呈现先是下降而后趋于稳定的趋势.

杨树叶干粉吸附结晶紫染料的响应曲面法研究

利用杨树叶干粉对模拟结晶紫染料废水进行吸附去除,并借助Box-Behnken响应曲面法对吸附条件进行优化。实验结果表明,pH值、吸附剂投加量、温度和染料初始浓度均对结晶紫在杨树叶表面的吸附产生明显的影响。当pH为8.42、吸附剂剂量为0.1g、温度为25℃和溶液初始浓度为100mg/L时,该材料对结晶紫的最大去除率可达99.9%,表明杨树叶干粉是一种极具潜力的新型染料吸附剂。

乙酰化前处理对杨木木粉染色性及光稳定性的影响

以杨木木粉为试样,酸性湖蓝V和分散兰56为染料,以乙酰化处理木粉及其染色木粉为研究对象,测试了乙酰化处理时间对木粉质量增加率及染料品种对乙酰化木粉上染率的影响。利用红外光谱定性分析了UV辐射前后乙酰化木粉及其染色木粉化学官能团的变化,探究了乙酰化处理对杨木木粉的染色性及光稳定性的影响。结果表明:乙酰化处理40 min时木粉的质量增加率最高;乙酰化木粉在1 739、1 385 cm^(-1)处的CO、C—H的特征吸收峰强度均大于原木粉,处理40 min木粉的吸收峰强度最大,光稳定性好;酸性染料对乙酰化木粉的上染率明显低于原木粉,分散染料对乙酰化木粉的上染率明显高于原木粉。UV辐射后,染色乙酰化木粉1 504 cm^(-1)处的苯环特征吸收峰的强度均大于染色原木粉;乙酰化前处理对染色木粉的光降解有明显的抑制作用,分散染料染色的乙酰化木粉光稳定性好于酸性染料。

白杨木粉碱性过氧化氢漂白条件的优化

研究了碱性条件下过氧化氢对杨木木粉的漂白工艺,探讨漂白温度、漂白时间、H2O2用量、pH值及偏硅酸钠用量对白度的影响。结果表明,过氧化氢对杨木木粉漂白的最佳工艺条件为:H2O2用量为40%,Na2SiO3.9H2O用量为8%,pH值为10～11,漂液温度在60～70℃,漂白时间40 min。该工艺对杨木粉进行漂白,最高白度可达到85%～90%(ISO),高于文献上报道的H2O2漂白白度。

杨木粉热脱附-气相色谱/质谱分析及环境性能评估

采用热脱附-气相色谱/质谱联机技术(TD-GC/MS)分析了杨木粉在不同环境温度下的挥发物释放行为。结果表明:杨木粉在40℃及90℃时的挥发物中,主要有害成分比主要有益成分比例高,有害成分约为有益成分的1.7倍;60℃时主要有益成分与主要有害成分比例相当,而160℃时的主要有益成分为有害成分的5.42倍。以杨木粉为基材,在木质素软化温度点和木质材料炭化温度点之间(150～180℃)实施高压无胶模塑成形制备木质粉末基复合材料必将体现出良好的环境友好性。

杨木粉塑化工艺及塑化产物理化性能

以Na OH溶液为润胀剂及催化剂,氯化苄为醚化剂对杨木粉进行塑化改性。以塑化产物的熔体质量流动速率和玻璃化转变温度作为主要评价指标,研究了碱液质量分数、塑化时间、杨木粉与氯化苄的质量比以及超声波处理对塑化效果的影响,同时采用差示扫描量热仪、傅立叶红外光谱、扫描电子显微镜等对杨木粉及塑化产物的玻璃化转变温度、分子结构、微纤丝形态进行研究。结果表明:选择质量分数为15%的碱液在超声波条件下预处理20 min,氯化苄与杨木粉的质量比为2.0,苯甲基化反应时间为1 h的工艺条件最佳。塑化杨木粉的分子结构变化明显,微纤丝状结构消失较多,胞壁内层呈无规则非结晶结构。超声波处理对杨木粉的塑化更加有利。

木粉塑料化改性研究

本研究的目的是对木材进行脂化、醚化改性,以改善木材与塑料的相容性。采用氯化苄、邻苯二甲酸酐和马来酸酐对木粉进行改性,探讨了改性后木粉的微观结构、表面基团和热塑性。结果表明,3种改性剂都增加了改性后木粉的热塑性,其中氯化苄改性的木粉热塑性最好,能实现自身粘合并呈塑料化倾向。

微晶化磷矿粉对杨树生长及土壤不同形态磷含量影响

为了研究磷矿粉经微晶化活化后的应用效果,探讨解磷细菌对微晶化磷矿粉的实际应用效应提升能力,以过磷酸钙作为对比肥料,利用盆栽试验研究了普通磷矿粉原料、微晶化磷矿粉及解磷细菌对杨树生长、磷吸收和土壤磷有效性的影响。结果表明,与普通磷矿粉相比,微晶化磷矿粉显著促进了杨树的苗高、地径和生物量积累,杨树地上部磷的含量和总吸收量分别增加8.96%和22.85%。与过磷酸钙处理相比,微晶化磷矿粉的处理杨树的生长及生物量无显著性差异,但杨树地上部磷的含量和总吸收量分别减少10.05%和11.97%。微晶化磷矿粉中加入解磷细菌,土壤中的细菌、放线菌和微生物总量分别增加41.89%、28.57%和41.53%,真菌数量减少31.19%,但对杨树生长、磷素吸收和土壤磷素的有效性影响较小。微晶化磷矿粉处理与普通磷矿粉处理相比,土壤中酸溶性磷和有效磷含量分别增加53.27%和45.35%。与过磷酸钙处理相比,酸溶性磷和有效磷含量分别增加15.68%和13.60%。磷矿粉原料处理的土壤全磷含量最高,各处理水溶性磷含量差异不显著。以上研究表明,磷矿粉经微晶化作用后显著提高了杨树的生长,促进了磷素的吸收利用,有利于土壤长期保持供磷能力,但解磷细菌的加入对杨树生长和土壤供磷能力影响较小。

不同定植处理对杨树溃疡病发生发展的影响

为研究定植技术对杨树发生溃疡病的影响,通过对杨树新造林地苗木采用浸水、生根粉及外生菌根菌剂等7种处理,调查研究了当年和次年杨树溃疡病的发生状况。结果表明,浸水可以减轻当年溃疡病的发生;生根粉和菌根菌可提高杨树的成活率,但不能减轻当年春季溃疡病的发生率;菌根菌剂可明显增加杨树当年胸径增长量并减轻次年溃疡病的发生,红绒盖牛肝菌(Xerocomus chrysenteron)菌剂的作用较好,其胸径增长量与其他各处理相比差异达到极显著。

煤与杨木粉在氧化性气氛下低温热解脱硫的实验研究

在空气气氛中采用固定床反应系统对合山原煤与杨木粉共热解脱硫效果进行了考察。主要考察了热解温度、热解时间对煤与杨木粉混合中挥发分和含硫量变化的影响。结果发现:随热解温度的升高,挥发分的损失量增加,而半焦的含硫量呈现先是升高而后下降的变化趋势;随热解时间的延长,挥发分的损失量增加,而半焦的含硫量是呈现先下降而后升高又下降的变化趋势。

杨木粉酶水解工艺条件的研究

研究了杨木粉酶水解的工艺条件。实验结果表明丙酸处理杨木粉的最优条件为: 900g/L的丙酸, 3g/L的盐酸, 121℃蒸解 90min;处理过的杨木粉用纤维素酶水解,酶解温度 50℃、底物浓度 50g/L、每 100g底物加酶 1. 00mL、水解时间 72h,葡萄糖浓度可达 22. 5g/L。

桐马酸酐甲酯接枝改性杨木粉的制备及其表征

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂、吡啶为催化剂,采用桐马酸酐甲酯(MEMA)对杨木粉(PWP)表面接枝化学改性。研究了反应物料配比、反应温度、反应时间及催化剂用量对杨木粉改性反应的影响,并通过接触角测量、元素分析、红外光谱(FT-IR)、13C固体核磁共振光谱(13C CP-MAS NMR)及扫描电子显微镜(SEM)表征了改性杨木粉的结构与表面性能。实验结果表明:以MEMA与PWP质量比7.5∶1,催化剂吡啶用量为杨木粉质量的5%,120℃反应6 h,制备的桐马酸酐甲酯改性杨木粉的质量增加率为20%～25%;改性后杨木粉疏水性增强。

EVA/杨木粉发泡材料流变、压缩性能及发泡形态

采用旋转流变仪研究了EVA基木塑(WPC)复合材料的动态流变性能。旋转流变研究表明:VA质量分数为15%的EVA更适合作为发泡木塑的基体树脂,在170℃时适合发泡,并获得了性能良好的木塑发泡材料。利用万能拉力机和扫描电镜(SEM)探索了杨木粉用量对EVA基木塑复合发泡材料的压缩性能和发泡形态的影响,研究发现在高填充杨木粉后,复合材料的压缩强度下降,泡孔容易出现破裂和坍塌。

杨木粉无胶模塑成形工艺参数优化

在成形压力、成形温度、保温保压时间3个单因素试验的基础上,运用响应面分析法,以试件的静曲强度、内结合强度、吸水率等4个性能指标为评价指标,对杨木粉末的高压无胶模塑成形最佳工艺进行了研究,并利用统计学方法建立了试件的静曲强度二次多项数学模型。结果表明,杨木粉末的最佳高压无胶模塑成形工艺条件为:成形压力70 MPa、成形温度160℃、保温保压时间30 min;在最佳工艺条件下,试件材质塑化明显,密度高达1.38 g/cm3,吸水率仅为2.57%,静曲强度、抗拉强度和内结合强度分别达到了50.11、20.77、4.23 MPa。