碱性亚硫酸盐法脱木素工艺参数对巴沙木性能影响的研究

脱木素处理是开发功能性木质复合材料常用的工艺方法,木质素的去除改变了处理材的物理力学性能,进而对制备的复合材料产生影响。研究考查了碱性亚硫酸盐法脱除巴沙木木质素过程中,溶液浓度和处理时间对巴沙木质量损失、接触角、色差以及比表面积的影响。通过建立工艺参数与处理材物理力学性能之间关系,为功能性木质复合材料的预处理工艺提供理论依据。结果表明:相比未处理材,脱木素处理材质量损失率随溶液浓度和处理时间的增加而增加;颜色偏向明亮黄绿色,颜色变化与工艺参数没有显著关系;处理材亲水性显著提高,与工艺参数无关;处理材的宏观比表面积与未处理材相比略有降低。     

脱木质素处理对木材组分和物化性能的影响研究北大核心

脱木质素是提高木材性能、制备新型木基功能材料的重要方法之一。采用由亚氯酸钠、冰醋酸和蒸馏水混合而成的改性剂对木材进行脱木素处理,研究脱木质素对木材材性的影响,并以残留木质素含量为指标,经单因素和正交试验获取最优工艺。结果表明:当亚氯酸钠溶液浓度为4 wt%、处理温度为100℃、处理时间为6 h、处理液浴比为1∶30时,残留木质素的含量均值为0.081 g。经过脱木质素处理后的木材,其材色变亮,质量损失率增加,吸水率明显提高。其中,明度值L*从52增加到85,质量损失率增至26%,吸水率从1.39%增至3.44%。研究结论可为脱木质素木材材性的综合评价及其加工利用提供理论依据。     

透明木材的研究进展

天然木材由于其本身的构造及化学组成原因,呈现出不透明性,而以纳米纤维素为骨架随后浸渍树脂,可制备出透明木材,兼具高透光和高雾度特性且力学性能优异。进一步在树脂中添加不同纳米粒子,还能使之具有发光性、磁性等功能化特性。透明木材在新一代环保建筑、光学器件等方面具有潜在的应用价值,是当前改性木材领域的研究热点。笔者综述了目前制备透明木材的有效方法,通过木质纳米纤维素骨架的制备、折射指数匹配的树脂浸渍、树脂的固化等工艺过程,达到高透光率和高雾度的实现。并对制备透明木材的现有方法进行了归纳和分析,为寻求快速、便捷、可工业化生产的制备方法提供新的研究思路,并为实现透明木材的工业化制造提供理论基础。同时,对透明木材应用前景进行了论述,系统介绍了其在节能建筑、光电子器件及家居材料方面的应用前景展望。最后,对未来透明木材的发展趋势进行了初步描述。     

脱木素木材衍生功能材料研究进展

木材是一种可再生和机械坚固的天然生物基模板，半纤维素和木质素基质结合纤维素原纤维在木材中分层排列。因此在不改变纤维素原纤维分级排列的情况下去除木材细胞壁中的木质素，可为具有对齐纤维素结构的生物模板功能材料领域带来更多可能性。基于脱木素木材提供的生物模板，可开发出不同的功能材料，并广泛应用于不同领域。文中总结脱木素木材的主要制备方法和功能材料的开发策略，展望脱木素木材衍生功能材料的发展潜力和趋势，旨在为木材功能化研究提供新思路。     

硅烷偶联剂改性对透明木材性能的影响

添加硅烷偶联剂(KH570)对椴木薄片进行改性,再将树脂填充至改性椴木模板中,合成透明木材。同时将未经偶联剂改性的木模板浸渍处理后合成的透明木材作为对比样,采用紫外可见分光光度计、微机控制电子万能力学试验机、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜研究偶联剂改性对透明木材光学性能、力学性能、微观结构的影响。结果表明:偶联剂成功与椴木模板和树脂发生偶联,适量的偶联剂可提高界面相容性;当偶联剂质量分数为5%时,透明木材在800nm波长处具有最大的透光率,为16.8%,且具有最大的拉伸强度,达181.1MPa。     

木材-橡胶功能性复合材料制造工艺主要影响因素的交互作用和相关性(英文)

确定聚异氰酸酯(PMDI)与脲醛胶(UF)混合胶黏剂胶接木材与废旧轮胎橡胶制备功能性复合材料工艺的可行性;研究木材-橡胶功能性复合材料制备工艺的主要影响因素(密度、热压时间和温度)对复合材料力学性能:内结合强度(IB)、静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)作用的相关性。采用Design-Expert的响应曲面法分析各主要因子密度、温度、时间对力学性能影响的变化规律,优化各因子,并揭示相互影响和作用机制。结果表明:密度对材料的力学强度有显著性的影响,热压温度与时间的交互作用同样对材料的力学性能影响显著;采用低成本的PMDI/UF混合胶黏剂能够很好地胶结木材和橡胶制备功能性复合材料;获得木材-橡胶复合材料最佳优化工艺:密度1000kg·m-3、热压时间300s、热压温度170℃。利用电子扫描电镜(SEM)揭示了木材-橡胶功能性复合材料的微观结构,并进行界面结构分析。对PMDI/UF胶黏剂胶接橡胶和木材的物理化学胶合机制进行全面系统的分析。     

FeCl2处理麻栎木材化学变色工艺及变色机理研究

通过化学试剂与木材中木质素、抽提物等成分发生反应,可以改变木材的颜色,从而达到对木材表面修饰的目的。以氯化亚铁(FeCl2)为变色剂,通过浸渍的方式获得了变色麻栎(Quercus acutissima)单板。利用正交试验研究了亚铁离子的质量分数、处理温度、处理时间以及干燥温度对麻栎单板变色的影响,获得了最佳处理工艺;利用色差仪对麻栎表面的色度系数进行了测试,并通过紫外漫反射光谱和红外光谱对麻栎变色的原因进行了探究。实验结果表明:经氯化亚铁溶液处理后,麻栎单板表面变为蓝黑色,颜色均匀,纹理清晰;影响麻栎单板变色的各因素主次顺序为氯化亚铁质量分数>干燥温度>处理温度>处理时间。氯化亚铁对麻栎进行化学变色处理的优化工艺参数为:氯化亚铁质量分数为1.0%、处理时间为10 min、处理温度为80℃、干燥温度为40℃。碱抽提可以去除麻栎单板表面大部分可以与铁离子发生变色反应的木质素或酚类物质,碱抽提后的麻栎不再发生明显的变色反应;麻栎与铁离子的变色反应,主要发生在木材的酚羟基和芳香环取代基上,木材中的酚类物质与铁离子络合反应是其变色的主要原因。     

臭氧预处理对玉米秸秆酶解性能的影响

以玉米秸秆为原料,经臭氧预处理后进行酶解制可发酵单糖。研究了不同粒径和含水量对秸秆臭氧处理的影响,确定了最佳的工艺条件,结果表明:秸秆在较小的粒径(48μm)和含水率60%条件下臭氧处理效果最好,原料中木质素由15.04%降至2.96%,酶解糖化率从9.17%提高到39.80%。同时探究了最佳条件下臭氧处理时间对处理效果的影响,结果表明:随着处理的进行,木质素降解速率逐渐降低,糖化率在处理75 min时达到40.29%。臭氧消耗量与木质素降解率之间存在较强的线性关系(R2=0.967 9)表明臭氧主要与木质素反应,使木质素降解。臭氧预处理有效提高了秸秆的酶解效率。     

戊二醛交联木质素季铵盐-尿素颗粒的制备及其缓释性能的研究

为了探究木质素季铵盐包埋尿素的优化制备条件及其在缓释肥生产中的应用,以三甲基木质素季铵盐(L-QA)为原料,Span 80为分散剂,戊二醛为交联剂,采用反相悬浮法制备了戊二醛交联木质素季铵盐-尿素(GCL-QA-U)颗粒,通过FT-IR表征了其结构,探讨了不同条件对尿素包埋率的影响,以得到最佳制备工艺条件及产品,再利用水溶试验法和土柱试验法测定其缓释性能。结果表明:FT-IR分析表明L-QA中含有季铵根结构,初步认定尿素被包埋在L-QA中;L-QA含氮量为1.98%,GCL-QA-U含氮量为2.88%。GCL-QA-U颗粒制备最佳工艺条件在10 m L L-QA溶液中,戊二醛用量4 m L、反应时间2 h、转速200 r/min和Span 80用量1.0 m L,其最大尿素包埋率为41.61%;水溶试验(肥水比例1∶20)和土柱淋溶试验证明GCL-QA-U颗粒24 h尿素累积释放率分别为5%和3.86%,28天尿素累积释放率分别为79.47%和74.80%,符合缓释肥料GB/T 23348—2009的标准。     

密实化工艺对杉木木材力学性能影响规律北大核心

以人工林杉木木材为研究对象,采用全因子试验设计,通过控制不同热压温度(160、180、200℃)、热压时间(20、30、40 min)、压缩率(30%、40%、50%)3个工艺参数,对杉木进行压缩密实化改性,分析不同工艺参数对木材力学性能、微观形貌、细胞壁力学性能和结晶度的影响,进而筛选出优选工艺。结果表明:在热压温度为180℃、压缩率为50%、热压时间为40 min的工艺条件下,制备的密实化木材性能较优,其抗弯强度、抗弯弹性模量、顺纹抗拉强度和硬度分别为130.4 MPa、12338 MPa、113.1 MPa和1631 N,相对于未处理材分别提高112%、113%、44%和55%。扫描电镜观察结果表明:早材细胞几乎均被压溃,并沿着木射线方向出现一定规律的褶皱,而晚材细胞部分出现压溃,较大部分则保持原有的腔体结构。密实化木材细胞壁的硬度和弹性模量比未处理材分别增加了16.7%和45.7%。压缩处理后,木材的结晶度有所增大,未处理材和压缩材的结晶度分别为46%和53%。     

透明木材合成机理及其应用研究进展

透明木材是一种新型工程复合材料，具有良好的光学特性和优异的机械性能。根据所填充聚合物类型的不同，可将透明木材应用于透明建筑节能材料、电子器件、阻燃、光学等领域。本文从机理、制备工艺、透明木材改性与应用等方面归纳分析了近年来透明木材的相关研究成果，着重分析并总结了透明木材的光学合成机理，及其功能化改良，论述了透明木材在功能化材料等方面的应用。最后，对透明木材现存问题进行了讨论，以期对透明木材未来的研究提供理论基础。     

6种木材白腐菌对山杨材木质素分解能力的研究

由于不同的木材腐朽菌的生理特性不同 ,所分泌的酶及酶的活性各不相同 ,因此 ,不同的腐朽菌分解木材的各种成分及相对速度就各不相同 ,而且对于木质纤维基质会有不同的中间代谢产物。本项研究选择了火木层孔菌 (Phelliusigniarius)及另外 5种木材分解能力较强的阔叶树上的白腐菌 :粗毛盖菌 (Funaliagallica)、三色革裥菌 (Lenzitestricolor)、冬拟多孔菌 (Polyporellusbrumalis)、偏肿拟栓菌 (Pseudotrametesgibbosa)和血红密孔菌 (Pyc noporussanguineus) ,研究了它们对山杨木材木质素的分解能力 ,测定了经 6种白腐菌分解一定时期的山杨木材木质素的含量 ,作为木材白腐菌对山杨木材木质素生物降解机制的初步研究 ,旨在为山杨木材生物制浆造纸提供应用基础理论研究 ,同时也可为木质素合理的生物转化为有用的化学品、生物漂白、酶处理防止机械浆的返黄、废水治理、纤维素酶解糖化的微生物前处理等提供相关的借鉴研究 ,以期在生产实践中减轻环境污染并充分利用木质素资源。在无菌的条件下 ,将山杨木片样品分别放入以上 6种白腐菌的平板培养基中受菌侵染 ,一定时间后取出 ,去除木片表面的菌丝体 ,然后分别测定未腐朽材和受菌侵染 4 0d、6 0d、80d和 12 0d时木片样品中木质素的含量 ,分析 6种白腐菌对山杨木     

真空高温热处理对思茅松木材化学成分和颜色的影响

在真空条件下(真空度为0.08MPa),热处理温度分别为160、170、180、190、200℃,热处理时间分别为1、2、3、4h的工艺条件下对思茅松(Pinus kesiya var.langbianensis)木材进行高温热处理,采用CIE L~*a~*b~*法对热处理木材的颜色参数值进行测定与化学分析,并对其失重率进行了分析。研究结果表明:1)在热处理温度200℃、热处理时间4h工艺条件下真空高温热处理思茅松木材,失重率只有2.14%。2)随着热处理温度的升高和处理时间的延长,思茅松木材的明度L~*降低,总体色差△E~*增大;思茅松木材半纤维素和纤维素相对含量降低,木质素相对含量增加。3)细胞壁成分的降解导致了化学成分的改变,使得木材的颜色发生变化。     

利用CaO/PAC选择性去除预水解液中木质素

利用CaO结合聚合氯化铝(PAC)来选择性去除预水解液中的木质素。分别探讨了酸化法、碱化法及其结合PAC选择性去除木质素的效果,并分析了PAC选择性去除木质素的机理。结果表明:酸化法pH值为1.5时,木质素去除率最大(杨木15.68%,麦草18.76%);而采用CaO调节pH值为12时,木质素去除率最大(杨木33.33%,麦草30.67%),碱化法去除效果优于酸化法。添加CaO将pH值调至10并使PAC浓度为36 mmol/L时,预水解液中木质素的去除率(杨木50.59%,麦草49.17%)及选择性(杨木86.57%,麦草82.76%)效果最佳。     

竹材液化物碳纤维原丝优化制备工艺

为获得竹材液化物碳纤维原丝的优化制备工艺,笔者以合成剂用量、合成升温时间、合成温度以及纺丝速率作为原丝优化制备工艺的影响因素,进行正交实验。测定了不同实验条件下的原丝直径与力学性能;采用极差分析方法对实验结果进行分析讨论,得到原丝的优化制备工艺条件:纺丝速率为800r/min,合成温度为120℃,合成剂用量为5%,合成升温时间为30min。     

高温热处理对桃花心木化学性质的影响

热处理是木材加工行业中常用的处理手段之一,可有效提升木材尺寸稳定性及具有防生物侵蚀能力,但在一定程度上也会降低木材的力学性能。热处理导致木材材性变化的根本原因是木材组分含量及其分子结构在热量作用下发生了变化。笔者探索了不同热处理温度下(150,165,180,195和210℃)桃花心木材的化学组分变化。结果表明:经热处理后,桃花心木中的抽提物含量显著降低;处理材的p H低于未处理木材,且随处理温度升高呈下降趋势;热处理后桃花心木缓冲容量降低,随处理温度升高,呈先下降后升高趋势;桃花心木半纤维素中的木糖、甘露糖、半乳糖及葡萄糖醛酸含量随处理温度升高逐渐降低,且半纤维素大分子结构被破坏;热处理会导致桃花心木细胞壁中木质素大分子结构发生破坏,且随热处理温度升高,桃花心木中木质素单元主要连接结构(β-O-4’芳基醚键)断裂程度增加。因此,探明热处理对桃花心木化学性质的影响,将为优化桃花心木热处理工艺及合理制定热处理木材加工利用方法提供科学依据。     

影响热处理木材力学性能的主要工艺因素

分析热处理木材力学性能发生改变的原因及其与热处理工艺条件的关系.通过对桦木热处理工艺的研究,获得优化的工艺参数,即在180 ℃时,处理时间不宜超过2.5 h;200 ℃时处理时间不宜超过1 h;应用硼酸钠缓冲溶液浸注木材,可减缓木材热降解程度.     

漆酶/天然介体系统对碱木质素粒径和官能团变化的影响

以2,2'-联氮-双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为介体测定漆酶活性,在最适pH为4、温度为40℃下测得比酶活为2 096.3 U/g。在此基础上,以漆酶和天然介体香草醛构建漆酶/介体系统(LMS)处理木质素,探究粒径和官能团变化,优化反应条件(时间、温度、pH和酶量)。结果表明:经LMS处理的木质素粒径可比对照组降低49.17%;在本试验条件下确定的优化工艺条件为反应时间3 h、pH3.5、温度35℃、酶量3 U/g,时间和pH值为主导因素;处理前后木质素的官能团种类未发生改变,但—OH、—CH_3、—CH_2—、—OCH_3等基团数量出现变化。相较于仅介体处理,LMS可更好地减小木质素粒径,同时更多地保留—OH、—OCH_3等活性基团。     

碱处理芦苇浆纳米纤维素制备工艺条件优化

采用质量分数55%硫酸水解碱处理芦苇浆制备纳米纤维素,研究反应时间、反应温度和碱处理时间对纳米纤维素得率及其平均粒径变化的影响。单因素试验最优制备条件为碱处理时间1.0 h,反应温度60℃,反应时间2.0 h,纳米纤维素得率为54.50%,平均粒径为156.9 nm;通过傅里叶红外和X射线衍射分析,结果表明碱处理芦苇浆制备纳米纤维素为纤维素Ⅱ型。在单因素试验基础上进行正交优化试验,对纳米纤维素得率而言,正交优化最佳工艺条件为碱处理时间1.0 h,反应温度60℃,反应时间3.0 h,此条件下纳米纤维素得率最高,为55.64%,平均粒径为166.3 nm。     

氯化胆碱/丙三醇低共熔离子液改性木质素酚醛树脂

研究氯化胆碱和丙三醇在不同物质的量比、不同温度条件下合成氯化胆碱/丙三醇低共熔离子液体(Ch Cl/Glycerol DES)的最佳合成工艺,并用其处理木质素(Dealkaline CAS9005-53-2)。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、离子化差示光谱、热重(TG)、核磁共振氢谱(1H-NMR)等分析手段对氯化胆碱/丙三醇低共熔离子液体处理前后木质素的分子结构及热稳定性变化进行表征。研究结果表明:反应温度为100℃,氯化胆碱和丙三醇物质的量比为1∶2时,体系的反应效率最高,所制备的离子液体黏度适中、稳定性好。木质素经Ch Cl/Glycerol DES改性处理后酚羟基总含量明显增加,反应活性明显提高,其中,木质素中紫丁香基结构(S)被降解,说明Ch Cl/Glycerol DES处理木质素可显著提高其反应活性。经Ch Cl/Glycerol DES处理后的木质素按10%,20%,30%和40%的替代量替代苯酚,制备的木质素-酚醛树脂胶黏剂的胶合强度均可达到国标GB/T 8942.3—2004中Ⅰ类胶合板标准要求。