两种咪唑类离子液体对杉木粉的溶解性能

合成了氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑([HeMIM]Cl)和氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)两种离子液体,并用红外和核磁谱图对其结构进行表征。以不同浓度的NaOH对杉木粉进行活化预处理,比较了这两种离子液体对活化后的杉木粉的溶解能力,并用红外光谱和X射线衍射分析了溶解前和溶解后杉木粉的化学结构与结晶结构的变化。结果表明,两种离子液体对木材中的纤维素表现出一定的溶解能力,且[HeMIM]Cl对杉木粉的溶解能力优于[AMIM]Cl,当选用浓度为25%的NaOH对杉木粉进行活化时,溶解性能最佳,且溶解后再生纤维素的结晶度变低。

聚芳基乙炔树脂/杉木粉木材陶瓷的制备与表征

用聚芳基乙炔树脂浸渍杉木粉,固化制得聚芳基乙炔/杉木粉复合材料,经高温炭化得到了一种新型木材陶瓷。用DTG分析了聚芳基乙炔树脂和复合材料的热稳定性,用XRD、LRS和SEM研究了炭化温度和树脂用量对木材陶瓷物相构成、断面微孔形态和抗压强度的影响。结果表明,木材陶瓷呈三维多孔结构,孔分布比较均匀;复合材料保持了很高的热分解温度(325℃)和残碳率(70%)。随着炭化温度升高,d002晶面间距由0.389 5 nm减小至0.353 0 nm,而微晶尺寸Lc和La有不同程度增加。木材陶瓷的开孔率随炭化温度的升高由31.5%减小至20.1%,而抗压强度由3.0 MPa增大至6.2 MPa。树脂/杉木粉质量比对木材陶瓷的微孔尺寸和形状有较大影响,但对石墨微晶尺寸影响不明显。

苄基化改性杉木粉的制备表征及对PP复合材料力学性能的影响

以甲苯为溶剂、NaOH为催化剂,使用氯化苄对杉木粉进行改性,制备了增重率(WPG)不同的改性木粉;用双辊筒炼塑机将改性木粉与聚丙烯(PP)共混,制备了木粉/PP复合材料。研究了工艺条件对改性木粉增重率的影响。通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TG)等方法,研究了改性木粉的结构和热性能。并研究了改性木粉的增重率和含量对复合材料力学性能的影响,当改性木粉的增重率为50%,含量为10%时复合材料的冲击强度最高。

离子液体与杉木粉对酚醛胶粘剂性能的影响

制备了离子液体/杉木粉/酚醛树脂的复合胶粘剂,用DSC、FTIR和TGA分别对其固化温度、化学结构及热稳定性进行测试分析,研究了木粉和离子液体对复合胶粘剂性能的影响。结果表明,木粉能有效降低胶粘剂的游离醛含量,离子液体可以大幅度提高胶粘剂的胶合性能。与普通酚醛胶相比,当离子液体与木粉质量比为10:1时,复合胶粘剂游离醛从1.76%降低到0.24%,拉伸剪切强度从2.16 MPa提高到5.39 MPa,且固化后不龟裂,透明度较高。TGA结果表明复合胶的热分解温度提高,但残碳率降低。分析了被离子液体溶解的木粉对游离醛的捕捉作用及离子液体对胶合性能的贡献。

壳聚糖/杉木粉/PVC复合材料表面抗菌功能化研究

采用贴膜法评价了添加不同分子量和脱乙酰度壳聚糖的杉木粉/PVC复合材料抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的性能,并通过X射线光电子能谱(XPS)进行表面元素分析。结果表明:在其他条件完全相同的情况下,添加平均分子量为32 W和脱乙酰度为95%的壳聚糖时,复合材料的表面抗菌效果最佳,且对金黄色葡萄球菌抗菌效果明显优于大肠杆菌;XPS的分析也显示添加壳聚糖后,样品表面出现一定强度N1s的谱峰,且C1和C2的峰面积比从1.87下降至1.82,说明复合样品的表面均匀地聚集了一定数量的壳聚糖,使样品表面具有抗菌功能。

固体酸催化水解杉木制备乙酰丙酸的研究

以杉木粉为原料,以SO42--TiO2/粘土固体酸为水解催化剂,探讨了固体酸催化剂的用量、水解温度、液固比和水解时间对杉木粉制备乙酰丙酸得率的影响.研究结果表明,当固体酸的用量为3.5%、温度为240℃、液固比为18∶1、水解时间为35 min时为较优的制备工艺.在该工艺条件下,乙酰丙酸的得率为22.16%.

木粉-丙烯酰胺接枝共聚物的制备及其絮凝性能

首先用微波加热法(400 W,90℃)将杉木粉溶解在离子液体氯代1-(2-羟乙基)-3-乙基咪唑([HeEIM]Cl)中,再将溶解体系和丙烯酰胺(AM)原位共混,在过硫酸钾热引发条件下使溶解后的木粉和丙烯酰胺在离子液体介质中接枝共聚,制备了改性絮凝剂AM-g-wood,并用FTIR和XRD对其化学结构和结晶结构进行表征,比较研究离子液体和水分别作为反应介质对接枝共聚的影响,考察絮凝剂AM-g-wood对煤泥污水和陶土污水的絮凝效果。FTIR和XRD结果表明杉木粉与丙烯酰胺发生了接枝反应,其中以离子液体为介质制备的共聚物性能远远优于水介质,该絮凝剂对较细颗粒的陶土污水处理效果要优于煤泥污水,特别是在无机絮凝剂氯铝盐的协同作用下,絮凝效果更好。

杉木粉液化与液化产物树脂化的研究

以硫酸为催化剂、苯酚为液化剂采用溶剂热法对杉木粉进行液化,用杉木粉液化产物制备出酚醛树脂;考察了反应温度、反应时间、液比（苯酚-木粉的质量比）和催化剂用量对杉木粉液化效率的影响,并初步探讨了液化产物残渣率对所制酚醛树脂性能的影响。实验结果表明,杉木粉液化的最佳工艺条件是：反应温度160℃,液化时间12 h,液比值3,催化剂用量3%,在此条件下残渣率约为10%。液化产物残渣率的测定表明,升高反应温度、延长反应时间、增加液比和催化剂用量可以降低残渣率,提高液化效率;液比值为0.5-1.5时残渣率随液比增加而显著降低,催化剂用量为0.5%-2%时液化效率的变化明显。红外光谱结果表明,由液化产物所合成的酚醛树脂中羟甲基含量较高。液化产物残渣率低时制备的酚醛树脂残碳率较高。

杉木粉/硼有机无机杂化材料的制备与结构表征

利用自制的高压处理罐,依据溶剂热法反应原理,以人工林杉木粉和H3BO3为原料,采用Sol-Gel法制备了杉木粉/硼杂化材料。并用红外光谱、X-射线、扫描电镜、热重分析等方法研究了杂化材料的结构和性能。结果表明,H3BO3与杉木粉中的羟基发生了缩合反应,纤维素的结晶被破坏;杂化后材料的热稳定性有相当大的提高。

杉木粉/硼有机无机杂化材料的制备与结构表征

利用自制的高压处理罐,依据溶剂热法反应原理,以人工林杉木粉和H3BO3为原料,采用溶胶-凝胶法制备了杉木粉/硼杂化材料。并用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重分析等方法研究了杂化材料的结构和性能。研究表明,H3BO3与杉木粉中的羟基发生了缩合反应,纤维素的结晶被破坏;杂化后材料的热稳定性有相当大的提高。

氧化法制备荧光碳点及其应用

以杉木为原料,经预炭化处理制成预炭化杉木粉,以之作为碳源,通过H_2O_2氧化法制得荧光碳点。采用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和荧光光谱等分析手段对碳点微观形貌、光学特征等进行了表征,结果表明:碳点呈明显的球形,粒径为1~8 nm,表面含有羧基、羟基及氨基等基团,具有良好的水溶性和抗盐性能;碳点在335 nm激发光下发射出强蓝色荧光,最大发射波长455 nm,相对量子产率为8.3%,其荧光强度对pH值具有一定的敏感性。基于呋喃西林对碳点的荧光淬灭作用,采用不同浓度的呋喃西林对碳点荧光进行淬灭试验,研究发现:呋喃西林浓度在0.2~100μmol/L范围内,碳点荧光淬灭效率与呋喃西林浓度具有良好线性关系,线性方程为F_0/F=0.965+0.015c,线性相关系数为0.994 6,检出限为70 nmol/L。

正辛醇接枝改性杉木粉的制备及其对PP/杉木粉复合材料性能的影响

以甲苯二异氰酸酯(TDI)为偶联剂将正辛醇接枝到杉木粉表面,同时考察处理前后杉木粉填充PP复合材料的力学性能。通过红外光谱分析(FTIR),扫描电子显微镜分析(SEM)等方法对材料的结构进行了分析。结果表明:与未接枝改性杉木粉相比接枝改性杉木粉/PP复合材料的力学性能显著提高,其拉伸强度和冲击强度可分别提高44.3%和65.0%。扫描电镜照片显示正辛醇接枝改性杉木粉在基体中分散更均匀。

杉木表面水性变色面漆漆膜性能研究

以变色粉添加到水性面漆中涂覆于杉木表面,探究变色粉质量分数对杉木表面水性变色面漆的光学性能和力学性能的影响。结果表明:变色粉质量分数5%的漆膜变色性能最佳;随变色粉质量分数的增加,漆膜光泽度降低,质量分数5%的漆膜光泽度最高;变色粉质量分数0~30%的漆膜附着力等级均为0,附着力良好,变色粉质量分数对漆膜附着力无影响;随变色粉质量分数的增加,漆膜抗冲击力增强,但质量分数0~30%相差不大;变色粉质量分数为0的漆膜对4种试液耐液等级均为1级,变色粉质量分数对漆膜耐液等级无影响;扫描电镜下观察,变色粉质量分数越高,颗粒越多,团聚越多,质量分数5%时颗粒分布均匀无团聚,漆膜微观结构最佳;红外光谱测试中,变色粉质量分数0~30%的漆膜成分无差别。因此,变色粉质量分数为5%时杉木表面水性面漆漆膜综合性能最佳。