角蛋白/聚乙二醇二缩水甘油醚协同改性脲醛树脂的性能

探究角蛋白和聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)协同改性对脲醛(UF)树脂理化性能的影响,从而改善UF树脂游离甲醛含量高、韧性不足的缺陷,减少传统石油基化学物质的使用及降低环境污染的风险。使用还原法从废弃羽毛中提取角蛋白,并与PEGDGE分别替代部分尿素与甲醛缩聚交联形成改性UF树脂,通过表征树脂基本理化性能,以及傅里叶红外光谱、凝胶渗透色谱、拉伸测试和热力学分析评价树脂官能团变化、相对分子质量分布、力学强度和热力学性能。结果表明:角蛋白和PEGDGE的协同改性使UF树脂的黏度提升37.1%;角蛋白中氨基、羧基和PEGDGE中的环氧基分别参与UF树脂的缩聚过程,形成化合键连接;角蛋白和PEGDGE协同改性使UF树脂的拉伸强度和断裂伸长率分别提升了24.6%和35.3%;TG分析表明,角蛋白和PEGDGE协同改性使UF树脂出现第4热解峰,表明生成的醚键或者PEGDGE本身链段的断裂,同时,改性UF树脂的残碳量也有所降低;DSC分析表明,PEGDGE的添加使改性UF树脂的ΔH_(1)相比于UF树脂的ΔH_(1)明显增加约79.4%,但角蛋白和PEGDGE的协同作用使改性UF树脂的ΔH_(1)相比于角蛋白改性UF树脂的ΔH_(1)明显降低43.4%。

生物降解农用地膜发展现状及其环境影响和经济效益的综述

生物降解农用地膜通过微生物直接降解而减少塑料废弃物,是替代传统塑料农用地膜的合理材料。如何从环境影响和经济效益双重因素考虑,提高生物降解农用地膜的应用性能和推广力度是亟待解决的问题。本文在介绍生物降解农用地膜分类的基础上,根据国际上近几年生物降解农用地膜的发展现状及趋势,系统介绍了生物降解农用地膜的各个种类,包括活体植物覆盖农用地膜、农业废弃物地膜、糖基及其衍生物农用地膜、多肽类农用地膜、纸基农用地膜、液态农用地膜,总结了不同材料生物降解农用地膜在环境影响、降解性能、经济效益等方面的差异性。生物降解农用地膜的降解性能与其材料的关联性较强,多数生物降解农用地膜的增产效果明显,但相较于塑料地膜没有成本优势。最后阐述了生物降解农用地膜所面临的挑战,并展望其未来的发展趋势,生物降解农用地膜的发展需要从科研、企业、用户、政策等多方面推进,作为传统塑料地膜的替代品,其研发与应用影响深远,对环境保护及经济发展有着不可小觑的作用。

生物预处理秸秆纤维特性及复合材料的性能研究

【目的】探究生物预处理对秸秆纤维及其与脲醛树脂制备的复合材料性能的影响,为秸秆基复合材料的制备及发展提供理论依据。【方法】接种微生物菌剂(秸秆腐熟剂)对水稻Oryza sativa秸秆进行好氧发酵处理,测定不同处理时间下水稻秸秆中半纤维素、纤维素、木质素等的变化,测试并对比未经生物改性处理秸秆纤维(S_(0))、经生物改性处理5(S_(5))和10 d(S_(10))秸秆纤维的结晶度和微观形貌,制备秸秆纤维/脲醛树脂复合材料,分别标记为F_(0)、F_(5)、F_(10),比较不同生物预处理时间下秸秆基复合材料的表面性能和力学性能。【结果】改性处理后秸秆表面的硅和蜡等物质被去除,但较长的生物改性处理时间(10 d)会破坏秸秆纤维自身结构。相比于S_(0)和S_(10),S_(5)的纤维素相对含量最高,为37.99%,结晶度也最好,为47.8%。3种秸秆基复合材料中F_(5)疏水性最好,表面能最低,冲击韧性最大(7665.64 J·m^(-2));F_(10)抗弯性能更好,静曲强度和弹性模量分别为27.73和20354 MPa,相比F_(0)分别提高了59.00%和50.17%。【结论】生物改性处理可以改善秸秆纤维的表面性质,提高秸秆纤维/脲醛树脂复合材料的性能,生物改性处理5 d的秸秆纤维更好,制备的复合材料性能更优良。图4表1参28。

羽毛角蛋白改性脲醛树脂模压秸秆花盆力学及降解性能

为解决现有秸秆模压花盆使用不可降解脲醛树脂导致秸秆花盆废弃后难降解的问题,该研究使用还原法从家禽废弃羽毛中提取角蛋白,替代部分尿素与甲醛缩聚合成改性脲醛树脂,并与微生物改性的水稻秸秆混合模压成一种绿色环保可降解花盆。采用傅立叶红外光谱和热重分析仪探讨改性脲醛树脂的官能团变化及热力学性质,同时采用三点弯曲试验、微生物降解能力试验及土壤掩埋降解试验探究模压制备秸秆花盆的力学强度变化和生物降解性能。结果表明:角蛋白能够降低脲醛树脂中的游离甲醛含量,提升胶黏剂的粘度,角蛋白中的-NH和-COOH基团有利于与脲醛树脂的共聚,从而形成交联网络。角蛋白质量为尿素总量3%时,代表树脂缩聚交联结构的第三热解峰对应温度285.8℃,相比于未改性脲醛树脂提升5.0%,热稳定性最好,与脲醛树脂相比,添加角蛋白的改性脲醛树脂的最终残碳量均不同程度降低,有利于其制备的复合材料自然降解。与此同时,角蛋白质量为尿素总量3%时,改性脲醛树脂模压制备的秸秆花盆弹性模量和抗弯强度最优,分别为2552和47.7 MPa,相比于未改性脲醛树脂制备的花盆提升8.97%和85.59%。角蛋白质量为尿素总量5%时,改性脲醛树脂模压制备的秸秆花盆生物降解性能最佳,28 d后微生物在秸秆花盆表面的生长面积达到91.2%,6个月后秸秆花盆的剩余质量百分比为64.10%,相比于未改性脲醛树脂降解速度提升80.95%。该研究提供一种可降解秸秆花盆创制方式,合理消纳废弃畜禽羽毛和农业秸秆,可为废弃物处置利用提供参考。