玉米秸秆-轮胎钢丝混杂纤维混凝土的抗压性能和抗冻性能研究

通过在混凝土中添加不同掺量的玉米秸秆纤维和轮胎刚丝纤维,分析了玉米秸秆纤维和废旧轮胎钢丝纤维的掺量对混凝土7 d和28 d的立方体抗压强度的影响,同时也进行了抗冻性试验。研究表明:在适量的纤维掺量下,玉米秸秆纤维和轮胎钢丝纤维对混凝土7 d和28 d的立方体抗压强度都具有提升效果,最优组掺量为0.6%的玉米秸秆纤维,1.0%的轮胎钢丝纤维,抗压强度分别比基准组提高了8.78%和15.92%;两种纤维的掺入也提高了混凝土的抗冻性,最优组较基准组在冻融循环25、50、75次时的损失率分别降低3.63%、4.46%、7.31%。

半纤维素对玉米秸秆皮Lyocell纤维性能的影响

探讨了半纤维素对Lyocell纤维制备时溶浆过程以及纺丝过程的影响,研究了半纤维素对Lyocell纤维的力学、抗原纤化和染色等性能的影响。试验可知:使用市售质量分数50%的NMMO溶剂在90℃温度下即可完全溶解玉米秸秆皮浆粕;半纤维素含量较高的玉米秸秆皮浆粕的流动性更好,制成的Lyocell纤维的染色性能和抗原纤化性能更好,断裂伸长率较大,结晶度较小。

玉米秸秆浆粕溶剂法纺丝技术

为探究玉米秸秆的应用,采用无氧蒸煮法将玉米秸秆茎皮粉末制成玉米秸秆浆粕,再以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂溶解玉米秸秆浆粕制成纺丝液,最后将纺丝液纺制成玉米秸秆Lyocell纤维。采用流变仪对纺丝液进行了测试,试验表明:纺丝液为假塑性非牛顿流体。采用强伸度仪、X射线衍射仪、扫描电镜等表征了玉米秸秆Lyocell纤维的力学性能、结构和表观形态,并将其与传统的木浆Lyocell纤维进行比较,结果显示:玉米秸秆Lyocell纤维的拉伸强度达到行业标准,断裂伸长率低于行业标准;玉米秸秆Lyocell纤维的结晶度要比木浆Lyocell纤维的低5.4%;玉米秸秆Lyocell纤维表面光滑,无沟槽等缺陷,其外观与木浆Lyocell纤维的基本一样。

复合菌种发酵玉米秸秆的效果评定及筛选

试验以不同复合菌种发酵后的玉米秸秆作为发酵底物,进行瘤胃体外发酵试验并测定相关指标,结合各指标以筛选出最优的复合菌种。试验分为对照组(CON)、黑曲霉菌+地衣芽孢杆菌组(HD)、地衣芽孢杆菌+黄孢原毛平革菌组(DB)、黑曲霉菌+黄孢原毛平革菌组(HB),每个处理组3个重复,于室温下密封发酵21 d后开袋取样,通过感官鉴定和发酵指标评定,并采用瘤胃体外发酵方法,测定产气参数、发酵参数和体外消化率等指标,评价不同复合菌种对玉米秸秆的发酵效果。结果表明,HB、DB组的粗纤维、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维含量均显著低于CON组(P<0.05)。HB组合中酸性木聚糖酶、β-葡萄糖苷酶的活性较CON组显著提高(P<0.05)且高于其他各组。DB组合中外切β-1,4-葡聚糖酶、滤纸酶的活性较CON组显著提高(P<0.05)且高于其他各组。在瘤胃体外发酵试验中,DB组的产气量显著高于CON、HB组(P<0.05)。3个试验组的总挥发性脂肪酸含量显著高于CON组(P<0.05),其中DB组显著高于其他组(P<0.05)。DB组的酸性洗涤纤维体外消化率显著高于CON组(P<0.05),3个试验组的干物质体外消化率、粗蛋白体外消化率、中性洗涤纤维体外消化率均显著高于CON组(P<0.05),且DB组的中性洗涤纤维体外消化率显著高于其他组(P<0.05)。综上,本试验选用的复合菌种发酵均可不同程度提高玉米秸秆中各营养物质消化率和粗纤维降解率,综合分析,以玉米秸秆中接种5%地衣芽孢杆菌+5%黄孢原毛平革菌组合最优。

玉米秸秆膳食纤维改性工艺优化及其功能特性评价

为提高玉米秸秆中可溶性膳食纤维含量(SDF),改善其功能特性,本研究在碱蒸汽处理的基础上,采用单因素和响应面设计优化酶解条件对SDF提取率的影响。通过扫描电镜(SEM)、持水力(WHC)、持油力(OHC)、溶胀力(WSC)、溶解性(WS)和葡萄糖吸附能力(GAC)的测定对比分析玉米秸秆、改性玉米秸秆、SDF和IDF的形态结构及理化特性。结果表明:最佳酶解条件为纤维素酶添加量15 FPU/g秸秆、酶解时间16 h,改性玉米秸秆中SDF含量达到9.94%,与未改性玉米秸秆相比提高285.27%。通过SEM观察,改性玉米秸秆和IDF的裂缝较多;SDF表面光滑,无明显裂缝。与未改性玉米秸秆相比,经碱蒸汽-酶法改性后玉米秸秆的WHC、OHC、WSC、WS、GAC分别提高了147.87%、134.95%、27.89%、62.44%和166.67%(P<0.05)。由此可见,碱蒸汽-酶法可以有效改性玉米秸秆膳食纤维,改性后其SDF提取率及综合特性得到明显提升。

新型沥青混合料掺加料玉米秸秆纤维的制备工艺及改性方法

为扩大改性玉米秸秆纤维在沥青路面施工中的应用,采用机械剪切方式湿法制备玉米秸秆纤维,并采用NaOH溶液对其改性,通过酸碱度、吸油性、耐热性、灰分含量及吸持性试验分析改性玉米秸秆纤维的路用性能。结果表明:玉米秸秆纤维的最佳改性工艺为在质量分数为5%的NaOH溶液中浸润30 min;改性后玉米秸秆纤维呈弱碱性,与沥青的黏附性增强,吸油性和耐热性明显提高,抗拉强度略有减小,与沥青的相容性提高约10%。改性后玉米秸秆纤维的路用性能得到提升,与木质素纤维相近,可替代木质素纤维作为沥青混合料的掺加料,降低工程成本。

复合菌剂对玉米秸秆发酵品质的影响

试验旨在筛选适用于微贮玉米秸秆的最佳益生菌组合。选取6种菌剂(地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、粪肠球菌、凝结芽孢杆菌、酒酵母和米曲霉)设置A组至H组8个菌种组合。枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、凝结芽孢杆菌、粪肠球菌在秸秆中的添加量为0.275%,酿酒酵母和米曲霉的添加量分别为0.05%、0.005%,对照组为不添加任何菌剂的I组。发酵10d后测定各组秸秆的营养成分。结果显示:与I组相比,不同菌种组合能够显著降低发酵玉米秸秆pH值和中性洗涤纤维(NDF)含量(P<0.05),效果最好的是E组。研究表明,不同菌种组合能够有效提高玉米秸秆饲料品质。

玉米秸秆纤维改性沥青混合料试验研究

为提高沥青混合料性能,探究玉米秸秆纤维对沥青及其混合料的影响,选取不同玉米秸秆纤维对沥青及其混合料进行改性试验,试验结果表明,玉米秸秆纤维可以有效的改善沥青的物理化学性能,主要表现为随着玉米秸秆纤维掺量的增加,沥青胶浆的软化点呈现递增趋势;针入度与玉米秸秆纤维掺量在2%~10%之间呈二次曲线关系;布氏粘度随着玉米秸秆纤维掺量的增加而提高;混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性都有一定程度的提高。

玉米秸秆纤维/PBS复合材料的制备及性能

采用玉米秸秆纤维对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行改性,利用热压工艺得到了玉米纤维/PBS复合材料。研究了在相同浓度的碱液中,水煮、微波及超声波三种处理工艺对纤维得率及复合材料性能的影响,发现三种方法对纤维均有一定的活化作用,扫描电镜(SEM)观测到微波和超声波处理的纤维表面较纯净,纤维束较疏松,得到复合材料的力学性能较优。同时利用X射线能谱仪(EDS)分析不同处理方式的纤维表面元素含量可知,微波和超声波处理的纤维表面氧含量较高,有利于秸秆表面和PBS形成更多的氢键,从而提高了复合材料的界面粘接力。

植物纤维含量对聚乳酸/玉米秸秆纤维发泡材料(PFFM)性能的影响研究

通过SEM、力学性能测试、TG等方法研究了纤维对聚乳酸/玉米秸秆纤维复合发泡材料(PFFM)微观结构、表观密度、膨胀率、力学性能和热性能的影响。结果表明,玉米秸秆纤维的加入提高了发泡材料的表观密度和力学性能,当纤维含量为15%时,表观密度最小,综合力学性能最好;扫描电镜结果显示,聚乳酸和玉米秸秆纤维之间相容性较好,纤维的加入改变了泡孔成型方式。

青贮玉米秸秆对鹅纤维及Ca、P表观消化率的影响

选取健康五龙鹅30只，随机分为5组，每组6个重复。各试验组日粮青贮玉米秸秆的比例分别为24．3％、34．6％、42．6％、49．1％、53．6％。采用全收粪法进行代谢试验，检测饲料与粪便中的各种营养成分。试验结果表明：青贮玉米秸秆的比例在24．3％-53．6％（CF％为5．2％～9．0％）时，CF的消化率为18．16％-48．28％，中性洗涤纤维（NDF）42．68％-58．51％，酸性洗涤纤维（ADF）28．56％-49．32％；Ca表观消化率在青贮玉米秸秆添加49．1％-53．6％时显著低于其它各组（P〈0．05）；P表观消化率在青贮玉米秸秆添加53．6％时显著低于其它各组（P〈0．05）；随着青贮玉米秸秆的增加，草酸含量逐渐升高，与Ca呈显著负相关（P〈0．05）。表明鹅对青贮玉米秸秆纤维具有很高的消化率；由于青贮玉米秸秆中草酸和植酸的存在，影响了鹅对Ca、P的消化率。

不同预处理对秸秆木质纤维组分特性的影响

为研究沼液、组合碱和白腐菌3种不同预处理方式对玉米秸秆纤维组分(纤维素、半纤维素和木质素)含量及晶体结构的影响,分别将沼液与玉米秸秆按5∶2的比例混合预处理5d,组合碱(氢氧化钠和氢氧化钙质量比是2∶1)按1∶5的固液比例添加预处理5d,白腐菌按5%比例添加预处理10d。采用范式(Van Soest)纤维测定法、傅里叶变化红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对预处理前后的玉米秸秆纤维结构变化进行研究。结果表明:经3种方式预处理后玉米秸秆的纤维组分含量均降低,其中组合碱预处理后玉米秸秆木质素结构的破坏程度比沼液和白腐菌预处理更加显著,有利于促进纤维素的转化,木质素含量分别下降7.73%、16.79%和6.92%;不同预处理后玉米秸秆纤维素的结晶结构均出现不同程度破坏,结晶度分别下降9.3%、12.4%和10.9%,其中组合碱预处理的结晶度下降最大,更加有利于增加纤维素酶的可及度,提高纤维素的水解效率;FTIR的分析结果表明,组合碱预处理对玉米秸秆纤维组分的结构破坏程度最大。本研究可为更高效、合理调控秸秆沼气工程预处理提供理论基础。

玉米秸秆纤维-氨基树脂模塑料的制备与性能研究

以玉米秸秆纤维为增强材料,氨基树脂为基体聚合物,制备了玉米秸秆纤维-氨基树脂模塑料。研究了玉米秸秆纤维浆料质量分数对模塑料的弯曲强度和冲击强度的影响。采用电子扫描显微镜(SEM)表征玉米秸秆纤维和氨基树脂的界面结合性能,并利用动态机械热分析(DMA)和热重分析(TG)分析模塑料的动态力学性能和热稳定性。研究表明,当玉米秸秆纤维浆料质量分数为31%时,氨基树脂模塑料的力学性能优异,弯曲强度为60.41 MPa,冲击强度为1.81 kJ/m2,模塑料的储能模量较高,性能较优;玉米秸秆纤维与氨基树脂的相容性稍差;模塑料在68.8～114.3℃时失重率仅为0.5%～2%,在246.0～345.2℃时失重率较高,达到26%,玉米秸秆纤维质量分数对模塑料的热稳定性影响不明显。

玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的力学及降解性能研究

利用热压工艺制备得到了玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料,研究了玉米秸秆纤维的含量对复合材料力学及降解性能的影响。研究表明:随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的力学性能(拉伸强度、断裂伸长率)出现先增大后减小的变化趋势,在玉米秸秆纤维含量为10%时复合材料的断裂伸长率达到20.3%,复合材料的拉伸强度在玉米秸秆纤维含量13%时达到最大值24.38MPa;在降解120 d后,玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的质量损失率变大,同时随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的质量损失逐渐变大,聚乳酸分子量的降低速度加快。

基于GIS的中国玉米秸秆纤维生产潜力研究

为了进一步分析中国以玉米秸秆纤维素为原料生产生物燃料乙醇的潜力,利用GIS建立了中国玉米生产的空间数据库和属性数据库,运用机制法对玉米生长期所需有效光合辐射进行光、温、水、土逐级递减修正后,计算得出玉米的生产潜力,根据一定的谷草比折算出玉米的秸秆生产潜力,以2007年中国各省玉米种植面积最终得出中国玉米秸秆纤维的潜力产量。结果表明:中国玉米秸秆纤维生产潜力在2448～14080kg/hm2之间。此研究为将来可用于生物燃料乙醇生产的纤维素资源的研究提供了基础。

玉米交联淀粉——稻草秸秆纤维复合膜的制备工艺参数及性能研究

以玉米交联淀粉和稻草秸秆纤维作为主料,聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纤维素(CMC)作为复合增强剂,甘油作为增塑剂,采用单因素实验方法开发新型复合包装膜,确定成膜工艺参数和分析膜性能。实验结果表明,玉米交联淀粉的添加量为膜溶液的3.0%,聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纤维素(CMC)添加量为膜溶液的3.0%,甘油添加量为膜溶液的3.0%,稻草秸秆纤维添加量为膜溶液1.0%,膜的性能最好。膜的拉伸强度19.67 MPa,断裂伸长率25.66%。

室内模拟条件下玉米秸秆的分解特征及物质组成变化

以玉米秸秆为材料,研究了在室内模拟的条件下不同处理的玉米秸秆的腐解率、粗纤维以及全钾含量的变化。结果表明,随着腐解时间的延长,各处理的腐解率不断增大,在其他条件一致的前提下,添加微生物的处理平均腐解率大于未添加微生物的处理,秸秆长度为1 cm的处理平均腐解率大于秸秆长度为3 cm的处理;粗纤维含量的变化总体趋势是下降,其他条件一致的前提下,秸秆长度为1 cm的处理粗纤维含量小于秸秆长度为3 cm的处理,在添加物微生物的处理中秸秆长度为1 cm且C/N=25的处理粗纤维平均含量最小,其含量为31.57%;其他条件一致的前提下,秸秆长度为1 cm的处理全钾含量大于秸秆长度为3 cm的处理。

秸秆碱活化预处理对秸秆板性能影响的研究

采用质量浓度为2%的NaOH溶液对玉米秸秆纤维进行活化预处理,在180℃、4 MPa条件下进行热压,制备出无胶玉米秸秆板,研究了秸秆板的力学性能、表面微观形貌、热稳定性及结构。结果表明:碱活化预处理可以明显改善秸秆板的力学性能,其中静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)、内结合强度(IB)明显提高,吸水膨胀率(TS)显著下降,性能稳定;FT-IR分析表明,秸秆纤维经过碱处理及热压后,产生了多种有利于自胶结的官能团。

玉米秸秆纳米纤维/PVA膜流延制备及其性能研究

目的为拓展可降解材料玉米秸秆纤维和PVA的应用领域,研究二者混合流延制备成膜过程。方法通过先球磨再氧化制得纳米秸秆纤维(CSF)悬浮液,再制备PVA/CSF混合液,并流延制得薄膜。对流延过程以及薄膜的拉伸强度、透明度及透气性进行研究。结果随着流延速度的增加,拉伸强度先增大后减小,三温区(90,70,30℃)的温度设定可保证良好的成膜质量;随着CSF含量的增加薄膜的阻隔性逐渐变好,但透明度不断下降。结论流延的速度、温度等工艺参数直接影响成膜的质量及性能,CSF含量对薄膜阻隔性及透明度有着重要的影响。

酶制剂处理对玉米秸秆粗蛋白和粗纤维素含量的影响

酶制剂处理玉米秸秆后，测定其粗蛋白和粗纤维素含量，结果表明：玉米秸秆经酶制剂处理后，其粗蛋白含量比处理前提高0.49-0.55个百分点，差异不显著（p〉0.05）；粗纤维素含量比处理前降低了9.20-10.05个百分点，差异极显著（p〈0.01）。