自发泡方法制备木质素基高比表面积泡沫炭

【目的】根据木质素结构特点,探究一种木质素基泡沫炭制备方法,为木质素制备新型炭材料提供新的技术方法和产品。【方法】以酶解木质素为碳质前驱体,以氯化锌和酚醛树脂为催化剂和增强剂,在未添加发泡剂的情况下,经混合塑化、发泡、固化、炭化等工艺制备木质素基高比表面积泡沫炭;采用热重分析、扫描电子显微镜和氮气吸附等方法分析木质素发泡机理、过程以及制备的泡沫炭结构;通过测试泡沫炭的密度、机械性能、开孔率等质量指标,探讨发泡温度、氯化锌和酚醛树脂用量对泡沫炭结构的影响。【结果】热重分析结果表明,氯化锌显著催化并降低木质素热分解温度,使木质素发生热分解的温度与发生软化/塑化的温度重合,为木质素热分解产生的挥发性物质发挥发泡功能提供合适温度区域,酚醛树脂与木质素之间形成的三维网状结构赋予发泡前驱体较好的韧性和强度,为木质素自发泡提供基础。160～180℃是合适的发泡温度;氯化锌用量显著影响泡沫炭的密度和孔隙率,酚醛树脂用量主要影响泡沫炭的孔泡尺寸和开孔率。在未添加发泡剂的情况下,采用自发泡方法制备出体积密度为0.26～0.46 g·cm^-3、孔隙率为74%～85%、开孔率为82%～9...     

工业麻秆芯缓冲包装材料的开发研究

对机械法制备工业麻秆芯纤维发泡缓冲包装材料的影响因素进行了研究。研究表明胶黏剂的添加顺序为聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素,质量比为2：1：1。机械法制备发泡缓冲材料的优化工艺为：麻秆芯纤维添加量为30%,胶黏剂用量为15%,发泡剂用量为2%,填料用量为15%。优化工艺条件下制备的发泡材料外观量化评分为10,密度为0.092g/cm3,回弹率为20.5%,初步达到缓冲包装材料的要求。     

树皮粉改性制备聚氨酯泡沫的研究

以碱木质素和树皮粉为原料,通过苯酚液化后与甲醛反应制备改性树脂。代替5%~15%的多元醇以及异氰酸酯合成了树皮粉和木质素基硬质聚氨酯泡沫。通过对材料的表观密度、抗压强度、导热系数、吸水率的测定,分析了改性树脂对泡沫的力学性能影响,同时分析了材料的热学性能。结果表明,树皮粉的添加有利于提高材料的力学性能,热重分析显示树皮粉的添加没有降低材料的热性能,扫描电镜的图片显示聚氨酯泡沫与树皮粉混合均匀。     

水稻秸秆液化物制备聚氨酯泡沫的研究

以聚乙二醇400与丙三醇为混合液化剂,浓硫酸为催化剂,对水稻秸秆进行液化,并对水稻秸秆液化产物制备的聚氨酯泡沫进一步分析,讨论了异氰酸根指数、发泡剂水的用量、催化剂比例及硅油用量对聚氨酯泡沫性能的影响。实验结果表明:以水稻秸秆液化产物10 g和异氰酸酯(PAPI)为原料,水作发泡剂最佳用量为稻杆液化物质量的2%,三乙烯二胺和辛酸亚锡为复合催化剂,最佳用量比为0.1∶0.3(g∶g),水溶性硅油为泡沫稳定剂,最佳用量为液化物质量的4%,异氰酸根指数为1.2,此条件下制备的聚氨酯(PU)泡沫材料,其性能良好,泡沫的密度为35.78 kg/m3,拉伸强度为222.60 kP a,压缩强度为110.90 kP a,TGA分析结果也表明水稻秸秆基聚氨酯泡沫具有良好的耐热性,其初始分解温度为241℃,最快分解温度为420℃。     

甘蔗渣多元醇制备聚氨酯硬泡的研究

通过对甘蔗渣进行热化学液化,制得了以甘蔗渣多元醇为原料的硬质聚氨酯泡沫,主要讨论了催化剂、表面活性剂、发泡剂和异氰酸酯对其性能的影响。结果表明:催化剂B的用量为2.53%时,泡沫体的密度最小,但对泡沫的压缩模量的影响并不大;随着催化剂D用量的增加,泡沫密度和力学性能同时降低;表面活性剂AK-8805用量为2.06%时,泡沫的密度最小,其力学性能也比较好;以水为发泡剂,当水用量增加时,泡沫密度减小但力学性能没有随密度的减小而相应降低,而先有所增加,最后维持在一个平台上;异氰酸酯用量少了,反应程度不够,性能必然会降低,但用量加多了,同样会影响性能。研究表明,PM-200用量在220%~240%泡沫压缩性能最好。     

微波条件下杨木多元醇液化工艺及其产物的物性

微波加热条件下,采用酸性聚乙二醇和丙三醇混合溶剂进行杨木液化,并利用液化产物和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯制备液化木基聚氨酯泡沫。结果表明,利用微波加热技术可以快速制备性能良好的木材多元醇液化产物;适宜的液化工艺条件为:木粉含水率4.7%,微波功率500W,液固比2.5,液化时间15min;液化木基聚氨酯泡沫的表观密度和压缩强度分别为0.038g/cm3和68kPa。     

沙柳液化产物制备聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物泡沫的性能

为研究沙柳液化产物制备聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物(PU/EP IPN)泡沫的最佳发泡工艺,以沙柳液化产物和异氰酸酯(MDI)、环氧树脂(EP)为主要原料,水为发泡剂,辛酸亚锡为催化剂,纳米有机蒙脱土(OMMT)为形核剂进行试验,探讨了EP、MDI、辛酸亚锡、水和OMMT的添加量对泡沫材料表观密度和压缩强度的影响,并应用扫描电镜和热重分析仪对泡沫材料进行表征。结果表明:各主要原料和发泡助剂对泡沫轻质材料力学性能的影响由大至小分别为:环氧树脂添加量异氰酸酯添加量催化剂辛酸亚锡添加量发泡剂水添加量OMMT添加量;通过单因素和正交试验得到的优化工艺所制泡沫材料的表观密度为0.091 g/cm~3,压缩强度为0.835 MPa;随着EP添加量的增加,IPN泡沫的热稳定性有所增加,添加OMMT对泡沫材料的阻燃性能有很大的提升。     

杂化硅/膨胀石墨制备阻燃硬质聚氨酯泡沫的研究

制备无卤阻燃剂——杂化硅，并与膨胀石墨复配，用羟甲基化木质素替代部分聚醚多元醇，通过一步法制备阻燃硬质聚氨酯泡沫（RPUF）。结果表明：阻燃剂在聚氨酯体系中混合均匀，泡孔大小均匀。通过极限氧指数测试试样的阻燃等级，试样达到难燃材料。通过热重-差热综合分析研究试样的热分解过程，测试表观密度、压缩强度和导热系数研究试样的物理力学性能。当羟甲基化木质素用量为8%，杂化硅用量为14%，膨胀石墨用量为6%时，改性材料的极限氧指数最高可达到29.6%；试样的表观密度为41.0～45.0 kg/m³，导热系数为0.019～0.026 W/（m·K）；压缩强度分布为0.190～0.240 MPa。     

木质素磺酸盐/再生聚氨酯泡沫网络型聚氨酯泡沫材料的制备与胞体结构特性

研究了不同醇解剂（乙二醇和-缩乙二醇）以及乙二醇用量对再生聚氨酯泡沫（PUF）的影响。结果显示乙二醇比-缩乙二醇有更好的醇解性能,而且随着乙二醇用量的增加,再生PUF的黏度值减小。用木质素磺酸盐（IS）和再生PUF制备网络型PUF材料,并对其微观结构、导热系数和压缩性能进行了表征。结果显示,LS／再生PuF网络型PuF材料导热系数随着再生PUF量的增加呈上升趋势,原因是随着再生PUF量的增加,胞体中薄膜的开孔率提高,降低了材料的保温性能。压缩强度（σ10）在38．4～544kPa之间,扫描电镜（SEM）图显示再生PUF量的增加影响了胞体骨架厚度和胞体结构。     

4种不同类型栓皮栎软木物理力学性能研究

以厚皮深裂、厚皮浅裂、薄皮深裂与薄皮浅裂4种类型栓皮栎(Quercus variabilis)软木为材料,通过测定皮层厚度、密度、含水率、吸湿率、吸水率、硬度、抗压性和压缩回弹性等主要物理力学参数,对软木特性进行比较分析。结果表明,厚皮浅裂型软木的综合性能较优,皮层厚度为0.34 mm;密度为0.26 g/cm^3;含水率为4.91%;吸湿率为3.69%;吸水率为16.24%;硬度为63.42 HA;抗压指数(纵向为3.29 MPa,横向为2.44 MPa);24 h压缩回弹率(纵向为87.50%,横向为87.20%),更适于栓皮栎的培育及深加工利用。     

广宁红花油茶轻基质盆栽育苗试验研究

选用黄心土、椰糠、泥炭土和珍珠岩四种基质,采用混料试验的单形重心设计组配14个配方处理,进行广宁红花油茶(Camellia semiserrata)苗期轻基质盆栽试验,比较不同配方基质对其幼苗生长的影响,从而筛选出适合广宁红花油茶苗期生长的盆栽育苗轻基质配方。结果表明,不同基质处理对广宁红花油茶地上部分与地下部分的影响十分显著,各项生长指标的差异达到显著或极显著水平。在14个配方中,处理M1(60%黄心土+20%椰糠+20%泥炭土)、M2(20%黄心土+60%椰糠+20%泥炭土)、M9(20%黄心土+40%椰糠+20%泥炭土+20%珍珠岩)和M5(40%黄心土+460%椰糠+20%泥炭土)是广宁红花油茶轻基质盆栽育苗的适宜配方。对不同处理基质的理化性状分析结果表明,椰糠在减少基质容重、提高基质持水量与总孔隙度方面的作用明显大于泥炭土,是良好的轻基质材料。不同处理广宁红花油茶生长指标与基质材料含量指标的相关分析表明:对广宁红花油茶地上部分与地下部分的生长,椰糠有较明显的促进;泥炭土只对株高增长有显著促进作用;珍珠岩对各项指标的作用轻微;黄心土对各项指标有较明显的抑制作用。     

两个金银花品种根系对土壤物理性状影响的对比研究

采用分层挖取根系方法调查两个金银花品种秧花、蒙花的根系分布,同时测定植被下不同深度土壤的水分含量、土壤容重、土壤孔隙度、土壤持水量等土壤物理性状指标。结果表明:秧花根系主要分布在0～20cm土壤中,占总根系生物量的97.9%以上;蒙花根系主要分布在0～30cm土壤中,占总根系生物量的99.0%以上。秧花的吸收根系分布对土壤水分具有一定影响,吸收根集中分布区域下层土壤含水量虽仍在增加,但增加的趋势有所减缓。吸收根集中分布深度的比较发现,蒙花明显大于秧花。研究结果表明,两金银花品种根系的分布对土壤物理性状均有一定影响,并与对照样地有一定差异。     

竹材液化树脂发泡材料的性能测试及应用评价

对竹材液化树脂发泡材料及人造板覆面的复合发泡材料的性能进行测试.结果显示:树脂发泡材料的性能优良,表现密度为0.128 g/cm3,压缩强度为0.22 MPa,导热系数为0.032 W/(m·K),氧指数最小值为41.7.制成的水泥纤维板覆面复合发泡材料,隔声效果良好,隔声量为37 dB;竹帘板覆面复合发泡材料达到B1级难燃材料的要求,为市场提供一种全新的建筑墙体材料.     

广东桉树林土壤物理性质及其影响因子分析

研究了广东省桉树人工林土壤体积质量、孔隙度、水分含量现状、各指标之间的相关关系以及海拔、坡度和土壤有机质对上述物理性质的影响。结果表明:广东省桉树人工林土壤A层总孔隙度、毛管持水量、全容水量、吸湿水含量显著高于B层,A层体积质量显著小于B层;不同区域土壤A层体积质量、总孔隙度、非毛管孔隙度和全容水量存在显著差异;除了非毛管孔隙度仅与全容水量(A层)、毛管持水量和毛管孔隙度(B层)显著相关外,土壤其他物理性质之间均呈显著或极显著相关性;土壤体积质量与毛管孔隙度、毛管持水量、全容水量的最佳回归方程分别为对数方程、一元二次方程和指数方程;海拔和坡度显著影响表层土壤的物理性质,对B层影响不显著;有机质对土壤A、B层物理性质均有显著影响。     

皆伐对杉木林土壤物理性质的短期影响

用环刀采集皆伐半年后的杉木林皆伐迹地土壤剖面0～5、5～10、10～15、15～20、20～25、25～30、30～35、35～40、40～45、45～50、65～70和90～95 cm土层的土样,测定其土壤容重、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、总孔隙度和毛管持水量等。结果表明:随着土层深度的增加,皆伐迹地的土壤容重和毛管孔隙度增加,非毛管孔隙度波动性下降,总孔隙度和毛管持水量下降后微升;与杉木林地表土层的土壤相比,皆伐迹地表土层土壤的容重、孔隙度和毛管持水量均有所下降。     

金沙江干热河谷不同土壤水分对台湾青枣根系生长的影响

通过田间试验研究了不同水分处理下台湾青枣根系的分布状况,调查分析了不同径级根系数量、根系含水率、根系密度等项目。结果表明:台湾青枣根系主要分布在0-60 cm的土壤中,根系数量随土壤含水量的降低而增加,但根系含水率则是随着土壤含水量的增加而增加,而根系数量则随着土壤含水量的减少而增多的特征。因此,A处理(土壤含水量为田间持水量的40%-55%)是台湾青枣生长的最适水量,通过人为控制土壤含水量,以此调节根系生长与空间分布,最终达到调控作物生长和产量。     

草炭土地基冻胀特性试验研究

以吉林东部草炭土为研究对象,制定详细的试验计划方案,对草炭土地基在不同含水量下、不同荷载作用下冻胀和融沉规律进行研究,分析总结草炭土地基的冻胀特性。研究表明草炭土属强冻胀土,草炭土地基浅层冻胀率较高,深层冻胀率略有降低;在不同荷载的作用下,不同层位、不同冻深的草炭土经过冰冻后产生的最大冻胀率不同,产生的平均冻胀率范围为6．95％～21％;不同含水量草炭土地基,在1m以内范围随着含水量的增加,最大冻胀率也提高,变化范围为12％～17％,比较解冻融化后膨胀率,融沉量所占的比重较高,如1．6m冻深范围内经过冻胀解冻后融沉为总平均冻胀量的30％～40％。公路建设应根据其特性,进行合理设计及施工,避免草炭土地区公路产生病害。     

麦秸/聚氨酯复合人造板的工艺对其吸声系数的影响研究

通过变化麦秸和聚氨酯的比例、麦秸/聚氨酯复合人造板的密度、以及发泡温度,研究了麦秸/聚氨酯复合人造板在不同的声波频率下的吸声系数。试验结果表明:在不同的声波频率下,发泡温度的高低对麦秸/聚氨酯复合人造板的吸声系数有不同的影响;麦秸/聚氨酯复合人造板的密度与其吸声系数的大小关系密切;在声波频率为250～4 000Hz区域内,麦秸和聚氨酯的比例对麦秸/聚氨酯复合人造板的吸声系数影响较大。     

半干旱区柠条植物篱水分再分配格局研究

通过对黄土高原丘陵沟壑区26年生柠条植物篱不同部位(带间、带前、带内、带后)土壤水分的2年监测,对比分析了柠条植物篱不同部位土壤水分的分布特征及其动态,探讨了柠条植物篱对降水的再分配效应。结果表明:带状柠条植物篱内不同部位间土壤水分物理性质有明显的不同,其中,带内部位土壤密度(0.99 g·cm-3)、非毛管孔隙度(8.77%)、毛管持水量(58.89%)等均优于带间、带前、带后,土壤更为疏松,透水保水性能更良,而带前更加黏性化;随着土壤深度的增加,各部位土壤含水量均表现出逐层降低的趋势,依次为0~20 cm(25.51%±2.28%)40~60 cm(12.96%±1.34%)60~80 cm(10.03%±0.59%)80~100 cm(9.16%±0.81%)100~120 cm(8.76%±1.00%),但越接近表层,带前、带内部位土壤水分含量的优势更明显。根据对土壤水分的有序聚类分析,将柠条植物篱土壤层次划分为弱利用层、利用层和调节层3层,其中,带内的土壤水分利用层(20~120 cm)大于带前、带后(20~60 cm)和带间(40~60 cm),与柠条对土壤水分的主要利用层次相一致,带内的土壤水分调节层在120 cm以下,较带间(80 cm以下)和带前、带后(60 cm以下)均深,反映了带状植物篱带前、带内土壤含水率提高而带后表层土壤含水率降低的分异特征。