汉麻秆芯粉体制备方法的研究进展

由于汉麻本身具有天然的杀菌成分和良好的透湿透气性能,使其在纺织界逐渐受到重视。传统汉麻的外层韧皮纤维利用率较高,但汉麻秆芯则会被当做燃料焚烧或直接作为农业废物填埋掉,这部分大概占汉麻纤维产量的70%~80%。对汉麻秆芯能源的开发利用需要进行粉碎加工处理,以便进一步应用。以汉麻秆芯粉体制备理论、制备方法为研究对象,讨论了锤式粉碎、气流式粉碎、振动式粉碎等工艺技术,为汉麻秆芯粉体的转化利用做好前期处理工序准备。

“云麻一号”大麻籽仁油粉末油脂制备与表征

对"云麻一号"大麻籽仁油的乳化工艺进行了优化,并对喷雾干燥得到的粉末油脂进行了理化特性及贮藏稳定性评价。大麻籽仁油的最佳乳化条件为:乳化剂配比为蔗糖酯∶单甘酯=9∶1,乳化剂的HLB值为13.48,壁材用量为6.7%,明胶/麦芽糊精比为4∶6,乳化剂用量为0.9%、大麻籽仁油与壁材比为3∶4,在此条件下微胶囊化效率达到91.24%,粉末油脂产品含油率35.97%,表面含油3.15%,产品呈现乳白色表面光滑的球状,具有良好的贮藏稳定性。

工业大麻杆芯粉对亚甲基蓝染料的吸附性能

利用工业大麻杆芯粉吸附亚甲基蓝，探讨工业大麻杆芯粉用量、吸附时间、溶液pH值、盐度和初始浓度等因素对吸附性能的影响，分析其吸附等温曲线和动力学．结果表明，工业大麻杆芯粉对亚甲基蓝的去除率随着时间的增加而增大，60min后基本达到平衡；在pH值为5～11范围内吸附量保持不变；染料去除率随着Ca^2＋或Na’浓度的增加而明显下降，且Ca^2＋对染料去除率的影响比Na^＋大．30℃下，工业大麻杆芯粉对亚甲基蓝的吸附过程符合Redlich-Peterson等温方程．在不同初始浓度下，运用准一级动力学方程和准二级动力学方程对数据进行拟合，并计算和分析速率常数、相关系数、平衡吸附量和动力学参数，说明吸附过程符合准二级动力学方程．

汉麻秆芯的物性分析及形貌表征

选用黑龙江省哈尔滨市阿城区所种植的汉麻为研究对象,采用傅里叶红外光谱仪、示差扫描量热仪、X射线衍射分析仪、粒度分析仪以及扫描电镜对汉麻秆芯的基本物性及形貌进行了分析和表征,对汉麻秆芯进行了初步粉碎并对其粉体进行了多级分离。研究发现,汉麻秆芯的含水量为10.33%,灰分为1.94%,吸水率为143.25%,经筛分后得到-100~+200目粉体1.3294g,收率为16.61%;-200~+400目粉体0.3809g,收率为4.76%;-400目~+600目粉体0.046g,收率为0.58%。汉麻秆芯的主要结晶峰在22~23℃,最小吸收强度在18~19℃之间,玻璃化转变温度在240℃左右,初步粉碎时粉体的平均粒度为51.5μm(300目)左右。

汽车用汉麻秆粉/聚乳酸复合材料的制备、成型工艺及性能

为有利于汽车轻量化和环境保护,制备了一种汽车内饰用的完全可降解的木塑复合材料。以汉麻秆粉和可降解聚乳酸(PLA)为原料,通过双螺杆挤出机造粒,模压成型制备了该复合材料。对于温度、压力和时间3个影响因素,经过4种力学性能指标的正交试验分析,得到模压成型的最优工艺为:160℃、7.5 MPa、5 min。结果表明:当汉麻秆粉质量分数30%,麻秆粉粒径40目时,该复合材料的力学性能拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量、弯曲模量均最大,分别为40.26、73.84 MPa和2.06、4.35 GPa。

汉麻籽多肽粉经口急性毒性试验研究

对酶法制备的汉麻籽多肽粉进行急性毒性研究,以期为汉麻籽多肽的开发应用提供理论依据。依据中华人民共和国国家标准《食品安全国家标准经口急性毒性试验》(GB 15193.3—2014),采用限量法对每只小鼠按20 m L/kg·bw体积于12 h内经口灌胃2次上述汉麻籽多肽粉的混悬液,2次总剂量达20 000 mg/kg·bw。对受试小鼠进行连续14 d观察,期间未见任何中毒症状和表现,亦无死亡发生;对小鼠进行大体病理学观察,未见脏器异常改变。结果表明,汉麻籽多肽粉对小鼠经口LD_(50)均大于20 000 mg/kg·bw,属实际无毒物质。

EVA/HSP复合发泡材料的制备和性能

以用途广泛的乙烯-醋酸乙烯酯(ethylene-vinyl acetate, EVA)为基体,采用模压成型工艺制备了EVA/汉麻秆芯粉(EVA/hemp stem powder, EVA/HSP)复合发泡材料.通过扫描电子显微镜(scanning electron microscopy, SEM)观察了EVA/HSP复合发泡材料的泡孔形貌,通过哈克转矩流变仪研究了EVA/HSP复合发泡材料的流变形能,表征了不同HSP添加量的EVA/HSP复合发泡材料的吸湿快干性能和力学性能,探讨了HSP添加量对吸湿快干性能和断裂伸长率的影响机制.结果发现,当HSP的添加量为10～20 phr时,材料的综合性能最优.这是因为适量的HSP有助于改善材料的泡孔形貌,兼具补强和增韧的效果,并赋予了材料优异的吸湿快干性能.

TiO_2超细粉体的合成及用于麻脱胶废水处理

采用溶胶 -凝胶法 ,以钛酸丁酯为先驱体、乙醇做溶剂、醋酸做抑制剂制备了二氧化钛超细粉。分析了先驱体的化学组成对溶胶和凝胶质量的影响 ,干凝胶的热处理温度、时间等因素对制备二氧化钛超细粉颗粒特性的影响。利用X射线衍射仪、扫描电镜、等方法测试TiO2 粉体的特性。用于麻脱胶废水处理 ,使废水的CODCr值由原来的 2 0 6mg/L降低到 39.6 8mg/L ,达到国家一级排放标准 ,可以回收利用。

改性处理对汉麻秆粉/聚乳酸复合材料性能的影响

为了增加汉麻秆粉的利用率,减少成本,以可降解性聚乳酸(PLA)及汉麻秆粉(HP)制备HP/PLA生物降解复合材料。为了解决HP质量分数为50%时汉麻秆粉/聚乳酸复合材料(50-HP/PLA)的性能降低的问题,采用硅烷偶联剂(KH550)、钛酸酯偶联剂(TC201)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)对50-HP/PLA改性,研究不同改性剂对50-HP/PLA的吸水性能、拉伸性能、弯曲性能以及热稳定性能的影响。结果表明:与未改性的复合材料相比,改性后的50-HP/PLA拉伸弯曲强度均提高,SBS的添加使得50-HP/PLA的拉伸强度、断裂伸长率分别提高了41.47%和18.44%,其纯SBS的添加使得复合材料性能优于SBS+DOP;在KH550处理后的50-HP/PLA弯曲强度和弯曲模量达到最大,分别提高了61.2%和17.2%,其KH550改性效果优于TC201;经过改性剂处理后50-HP/PLA的吸水性均降低,且热稳定性均提高。改性后的50-HP/PLA的吸水性和力学性能均达到相关国家标准及行业标准的要求。

预处理对汉麻杆芯粉填充天然橡胶/丁苯橡胶性能的影响

以废旧的生物质材料汉麻杆芯粉(HP)为填料,通过不同的预处理改性,研究了其对所填充的天然橡胶/丁苯橡胶(NR/SBR)复合材料的硫化性能、微观形态结构、拉伸力学性能、动态力学性能以及耐磨性和耐疲劳性能的影响。结果表明,具有较小尺寸的HP对橡胶的硫化性能影响不大,填充后的硫化胶拉伸断裂强度从3.5 MPa增加到10.6 MPa,撕裂强度从22.9 kN/m增加到32.9 kN/m,但耐磨性和耐疲劳性能下降;改性处理明显改善了填充效果,乳液改性处理方法优于偶联剂改性处理方法。

HSP含量对EVA发泡材料微观结构和力学性能的影响

采用注射成型工艺制备了一系列不同配比的乙烯-乙酸乙酯共聚物(ethylene-vinyl acetate,EVA)汉麻秆芯粉(hemp stem powder,HSP)发泡材料.通过扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察了HSP的结构形貌和EVA/HSP发泡材料的泡孔形貌;通过哈克转矩流变仪和旋转流变仪测试了EVA/HSP共混物的熔体强度和储能模量;探究了HSP含量对EVA/HSP发泡材料力学性能的影响规律.研究结果表明:HSP表面含有大量的裂缝和凹槽;随着HSP含量的增加,EVA/HSP发泡材料的泡孔尺寸由79.64μm下降到69.85μm,EVA/HSP共混物的熔体强度由3.7 N·m提升到4.5 N·m,EVA/HSP发泡材料的密度、硬度、拉伸强度和回弹性下降,断裂伸长率和压缩永久变形提高.

影响汉麻粉体涂层织物抗紫外线性能的因素

为探究影响汉麻粉体涂层织物抗紫外线性能的因素,成功制备出汉麻粉体涂层织物。在此基础上研究了水性聚酰胺含量、涂层厚度、粉体颗粒大小、粉体含量等对织物抗紫外线性能的影响。实验结果表明:随着水性聚酰胺(WPU)含量的增加,UPF值呈先增大后减小的趋势,在WPU为80%时,UPF值达到最大;在其他工艺条件相同仅厚度改变时,随着涂层厚度的增加,UPF值增大;粉体颗粒粒径小,有助于粉体在涂层浆料分散更均匀,UPF值变大;织物的UPF值随粉体含量增加呈先增大后减小的趋势,在含量为4%时,达到最佳抗紫外线性能。

汉麻粉体对PVDF膜的改性研究

采用汉麻粉体与PVDF共混的方法对PVDF膜进行改性,测试共混膜的微观结构和热学性能、力学性能以及与碳纤维布之间的层间剥离强度等性能,并研究汉麻粉体含量对于共混膜性能的影响.实验结果表明:随着汉麻粉体质量分数的增加,共混膜表面光洁度降低,断面结构越发不规整,密度及厚度增大,共混膜变得易碎,而力学性能大幅下降;随着汉麻粉体质量分数的增加,共混膜与碳纤维布/木质复合材料之间的层间剥离强度先增大后减小,当汉麻粉体质量分数为6%时,层间剥离强度达到最大值0.36N/mm.

PU/HSP复合发泡材料的制备及性能

以聚醚多元醇和多苯基多亚甲基多异氰酸酯(polyaryl polymethylene isocyanate,PAPI)为原料,汉麻秆芯粉(hemp stem powder, HSP)为改性填料,水为发泡剂制备了聚氨酯(polyurethane, PU)/HSP复合发泡材料,研究了HSP的添加量对其75%压缩永久变形、回弹性等力学性能以及抗菌性的影响,并探讨了HSP对75%压缩永久变形性能的影响机理.研究发现,随着HSP添加量的增加,在一定的范围内PU/HSP复合发泡材料的回弹性、拉伸强度和断裂伸长率均有一定程度的增加. 75%压缩永久变形和抗菌性都随HSP添加量的增加而增加.当HSP的添加量为15 phr时, PU/HSP复合发泡材料的综合性能最优,密度小于50 kg/m3,压陷硬度可达256.1 N,回弹性接近50%, 75%压缩永久变形小于等于5%,拉伸强度达到124 kPa.

汉麻粉体制备及表征

利用纳米冲击磨将用剩回收的汉麻纤维进行粉体研磨,不仅可以减少纺织业废品的产生,还可以使资源得到合理的应用以减少资源浪费。首先通过不同研磨时间找到粉体粒径的研磨极限,然后对二次研磨0h、12h的汉麻粉体和汉麻纤维做FTIR、DSC、FESEM表征分析。结果发现:研磨12h达到汉麻粉体的研磨极限,得到最小汉麻粉体粒径为809nm;经过研磨之后,汉麻粉体形貌发生改变;研磨之后,汉麻粉体并未产生新的分子基团类别和新的官能团。

汉麻粉体/PVDF共混膜的制备、表征及对Cu^(2+)吸附性能研究

采用浸没沉淀法,制备了汉麻粉体/PVDF混合平板膜,分别采用扫描电镜、孔隙率、机械性能测试对膜结构和性能进行表征,探究汉麻粉体对膜结构性能的影响。结果表明:膜结构为指状多孔膜,随着汉麻粉体含量的增加,从断面结构可见,脆性增加,断面整齐,指状孔明显,膜的孔径有先增大、后减小的趋势;表征结果表明膜的孔隙率有提高的趋势;承受最大载荷增加,断裂伸长率下降。汉麻粉体膜制备完成后,采用静态吸附法进行吸附试验,分别探讨了温度、粉体含量、铜离子的初始浓度对吸附效果的影响。结果表明:汉麻粉体膜对铜离子的吸附,当温度为25℃时,吸附量与吸附率最佳;随着粉体含量的增加,吸附量与吸附率先减小、后增大的趋势。初始浓度的影响较为显著,随着初始浓度的增加,吸附量与吸附率也随之增加。

高锰酸钾改性汉麻秆芯对亚甲基蓝吸附性能的研究

以汉麻秆芯(HP)为原料,通过高锰酸钾对其进行氧化改性制备高锰酸改性汉麻秆芯(K-HP),并研究改性前后汉麻秆芯对亚甲基蓝染料的吸附性能,探讨了溶液初始质量浓度、吸附时间、吸附温度和溶液pH值对其吸附性能的影响。结果表明:经高锰酸钾改性后,汉麻秆芯中引入了新的Mn—O键,部分羟基被氧化成羧基,但汉麻秆芯的颗粒尺寸结构没有变化;汉麻秆芯的吸附量随亚甲基蓝溶液初始质量浓度的增加而升高,但染料去除率随之降低;当吸附温度为25℃,pH值为5,在10 m L亚甲基蓝溶液中添加0.010 0 g吸附剂时,HP的最大吸附量达71 mg/g,吸附平衡时间为30 min,K-HP最大吸附量增加到199 mg/g,吸附平衡时间为60 min; HP和K-HP对亚甲基蓝的吸附性能在25～45℃范围内不受影响,最优pH值为5;等温吸附模型拟合结果表明:HP和K-HP的吸附过程符合Langmuir模型,说明吸附过程为理想的单分子层吸附;动力学吸附模型拟合结果表明:HP和K-HP的吸附过程符合准二级动力学模型,说明吸附速率主要受化学吸附机理控制。

汉麻杆粉在功能性鞋面材料中的应用

针对特种功能作训鞋材面料的要求,将汉麻杆粉添加在聚氨酯涂层胶中,通过直接刮涂的方式涂覆在织物表面,达到鞋材面料防水透湿、抗菌、补强的特性要求和轻便舒适的实用性要求。

火麻蛋白脱色研究

以火麻蛋白为原料,开展不同脱色剂(有机试剂、粉末活性炭)对火麻蛋白脱色研究,在单因素试验的基础上,采用正交试验对活性炭用量、吸附时间、脱色温度3个因素进行优化。确定火麻蛋白脱色的适宜条件为:活性炭用量为3%,脱色温度为50℃,吸附时间为60 min,在此脱色条件下,火麻蛋白亮度值L达到71.8,蛋白回收率为91.45%。

工业大麻不同组织粉剂对大豆、玉米根系生长的影响

工业大麻种植、开发及应用已成为全球各大公司开展的重要产业,工业大麻在种植业结构调整中起到重要作用。本研究利用成熟期大麻器官根部和花果部烘干粉剂与黑土(体积1:3)混拌进行盆栽试验,分析不同处理对大豆和玉米根系生长指标的影响。结果表明:工业大麻根干粉可提高大豆根干重,比对照增加1.67倍,花果干粉提高玉米根干重,比对照增加18.0%;工业大麻根干粉增加大豆根长、根表面积及根体积作用显著,但降低大豆根平均直径;根干粉和花果干粉均极显著增加玉米根长、根表面积、根体积及根尖数,不利于根平均直径增加;工业大麻不同器官粉剂对单子叶和双子叶作物根系生长调控作用差异显著,玉米根系生长指标好于大豆,以上研究结果将为工业大麻在农化产品研发提供理论指导和技术支撑。