沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫材料热学性能研究

为探究阻燃剂对沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫材料导热行为的影响和开发具有阻燃特性的聚合物复合材料，以沙柳多元醇液化产物为原料、辛酸亚锡为催化剂、水为发泡剂，与异氰酸酯进行发泡制备沙柳液化产物/异氰酸酯硬质泡沫，利用正交试验法研究工艺因子对硬质泡沫材料导热性能的影响规律，使用锥形量热仪（CONE）对该材料燃烧行为进行分析。结果表明:1）沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫材料制备工艺对导热性能的影响关系为阻燃剂添加量＞沙柳液化产物与异氰酸酯比例＞阻燃剂种类，方差分析表明工艺因子对导热性能的影响均不显著；2）最优工艺:阻燃剂添加量8%，沙柳液化产物/异氰酸酯比例1.0∶1.0，阻燃剂为有机蒙脱土，制备的硬质泡沫材料密度0.168 g·cm^-3，抗压强度0.83 MPa，导热系数0.118 3 W·m^-1·K^-1，此工艺制备的聚氨酯泡沫是一种优良的保温材料；3）不同有机蒙脱土添加量的沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫燃烧行为属于双阶段燃烧过程，阻燃剂有机蒙脱土添加量8%，燃烧开始时间推迟至120 s且总热释放量降低。     

核桃壳粉液化产物大孔泡沫炭的制备研究

以核桃壳粉为原料,通过液化、树脂化等工艺制备可发泡液化产物树脂,并借助发泡法制备大孔泡沫炭,分析了发泡条件对泡沫炭的微观结构、表观密度、机械强度的影响。结果表明:液化产物与甲醛作用可以制备具有发泡性能的树脂,该树脂可用于制备泡沫炭;借助表观密度、抗压强度及微观构造图片分析发现,制备大孔泡沫炭的较佳条件为:固化剂用量5%~6%,发泡剂用量2%~3%,表面活性剂用量8%;选取发泡剂用量2%、固化剂用量5%、表面活性剂用量8%的制备条件进行验证试验发现,所制的泡沫炭的表观密度为0.34 g/cm~3,抗压强度为6.7MPa,孔径为40~70μm,是一种泡孔均匀、开孔率较高的大孔泡沫炭材料。     

沙柳苯酚液化树脂化工艺及发泡性能研究

本论文以沙柳作为研究对象,以苯酚为液化剂进行液化得到液化产物多元酚,并对液化产物做树脂化处理,然后对其进行发泡获得一种新型的发泡材料。研究结果表明:(1)沙柳液化最佳工艺为:液比为6∶1,催化剂加入量为5%,时间为130min,温度为150℃。(2)发泡效果最佳的树脂化工艺条件是:甲醛与液化物摩尔比为1.5,催化剂Na OH与液化产物摩尔比0.5,温度75℃。(3)从红外光谱图中得出:木素大分子发生降解生成苯基、羟基等,并且与苯酚发生取代反应。     

碱木质素-聚氨酯泡沫功能材料的制备、表征及性能

粗碱木质素经化学处理得到精制碱木质素,精制碱木质素作为醇羟基物料与异佛尔酮二异氰酸酯通过一次发泡法合成制备碱木质素-聚氨酯泡沫功能材料(RPUF),通过红外光谱(IR)表征产物结构,分析异氰酸酯指数、发泡剂、催化热及泡沫稳定剂用量对RPUF产率的影响,并考察了RPUF材料的热性能.结果表明:成功合成RPUF功能材料,聚乙二醇(PEG 400)、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基硅油、辛酸亚锡和正戊烷用量及异氰酸酯指数均影响最终产物得率;替代聚乙二醇的碱木质素比例不同,合成制备RPUF的吸水率、热学性能表现相异;合成反应中碱木质素添加剂量范围为10％～15％时,合成碱木质素-聚氨酯泡沫功能材料的各项参数符合工业生产要求.本研究可为充分利用粗碱木质素制备相关功能材料提供有益参考.图5表3参19     

竹粉苯酚液化物制备酚醛泡沫塑料技术研究

[目的]以苯酚为液化剂,3%浓硫酸作催化剂,对竹粉进行液化,获得的液化产物树脂化后用于制备酚醛泡沫塑料。[方法]研究了表面活性剂吐温-80、混合固化剂对甲苯磺酸和磷酸、发泡剂正戊烷以及发泡温度对酚醛泡沫塑料性能的影响。[结果]吐温-80为树脂用量的2%～8%,对甲苯磺酸为树脂用量的12%～28%,磷酸为树脂用量的12%～28%,正戊烷为树脂用量的10%～20%时,黏度为2000～4000MPa·s,在70℃发泡可以达到发泡和固化同步的效果。竹粉液化产物制备的酚醛泡沫塑料密度为20.78～81.51kg/m3,压缩强度为18～57N/cm2,并对液化物树脂和酚醛泡沫进行了红外光谱分析。[结论]自制的发泡酚醛树脂可为酚醛泡沫塑料的制备提供新的基础原料。     

沙柳木材苯酚液化工艺及其结构表征

为进一步研究沙柳木材苯酚液化的最佳制备工艺,以苯酚为液化剂,稀硫酸为催化剂,对沙柳木材进行液化试验,研究反应温度、催化剂用量、液比和反应时间对液化率的影响,并借助FTIR技术分析了沙柳木材及其液化产物的成分.结果表明,对沙柳木材苯酚液化影响最大的因素是液比,其次是反应温度、催化剂用量、反应时间;沙柳木材苯酚液化较适宜的试验条件是:液比7∶1,反应温度160℃,催化剂加量10％,反应时间120 min.沙柳木材液化后,红外谱图上出现了新的特征峰,说明木粉中化学组分的分子结构发生了变化,形成了更多的官能团.     

沙柳材乙二醇液化工艺研究

沙柳是我国沙漠地区广为种植的沙生灌木之一,资源储备丰富。运用木质生物质液化技术可以将沙柳木粉转化成液态物质,液化产物含有大量的活泼羟基,可以代替石化资源参与聚氨酯材料的合成。以乙二醇为液化剂,稀硫酸作催化剂,对沙柳进行了液化试验,分析了液化时间、反应温度、液比和催化剂用量及对液化效果的影响。结果表明：（1）在试验范围内,催化剂用量对液化过程的影响最大,液比、反应时间和反应温度等对液化过程也有不同程度的影响。（2）沙柳材适宜的液化工艺条件为：温度160℃,液比为5,催化剂质量分数12%,时间2 h。在此条件下,沙柳液化残渣率为能达到8.28%。     

沙柳材液化的工艺优化及产物分析

以多元醇(m(聚乙二醇)∶m(丙三醇)=4∶1)为液化剂、浓硫酸为催化剂,对沙柳材进行液化试验。通过响应面法优化了沙柳木材的液化工艺,并采用核磁共振仪测试液化产物的结构。结果表明,沙柳木粉液化的最优工艺为:m(液化剂)∶m(木粉)(液固比)=4∶1、反应时间140 min、反应温度170℃、催化剂用量5%。在此条件下,液化率为97.84%;液化产物的核磁共振谱分析得出,液化过程同时进行着降解和缩聚反应,产物主要生成了糠醛类化合物、愈创木基型木质素结构以及脂类化合物。     

ADC发泡的生物质纤维基复合材料制备工艺及性能研究

为了降低复合材料密度,又不损失材料的力学性能,以ADC(偶氮二甲酰胺)为发泡剂,异氰酸酯为胶粘剂,采用聚合物发泡技术与人造板工艺相结合制备发泡复合材料,重点研究发泡与固化的协调工艺以及发泡对材料力学性能的影响.研究结果表明:(1)发泡与固化协调工艺为:复合温度180℃,复合时闻25min;(2)发泡使材料密度降低的同时可明显提高其物理力学性能.     

聚氨酯/木粉复合发泡材料的优化制备工艺

采用响应面分析法优化聚氨酯/木粉复合发泡材料的制备工艺条件。选用Box-Behnken中心组合试验,考察木粉含量、竹炭糯米胶加入量以及反应温度3个因素及其互相作用对复合材料的压缩强度与密度的影响,获得制备木塑复合发泡材料的最优工艺条件。结果表明:木粉含量对压缩强度及密度的影响最大,其优化工艺条件为木粉含量33%,胶黏剂加入量4%,加热温度49℃,在此条件下得到压缩强度为4.702 MPa,密度为0.379 6 g/cm³,并得出了聚氨酯/木粉复合发泡材料制备的回归模型。     

蒙脱土/聚乙二醇/超支化聚丙烯酸酯乳液改性木材的力学性能

  目的  木材化学改性是提高人工林速生材力学性能，延长其使用寿命，扩大其应用范围的有效途径。使用有机蒙脱土（OMMT）对木材进行改性处理具有较好的前景。但由于有机蒙脱土在水中不易分散，且粒径较大，难以进入到木材细胞壁中而限制了其应用。因此，提高OMMT在水中的分散性，增大其层间距可为其进入木材细胞壁内创造条件，是改性增强木材的有效手段。  方法  本研究采用一种水性的聚乙二醇/超支化聚丙烯酸酯乳液（PEG/HBPA）作为载体使OMMT在水中稳定分散。将改性剂通过浸渍处理改性木材，测试了改性材的力学性能，并探讨了不同层间离子的OMMT对改性效果的影响。  结果  4种OMMT均能够稳定分散进入到PEG/HBPA中，经过24 h静置后无明显的分层和沉淀，乳液粒径和黏度无明显变化。木材经过PEG/HBPA处理后，除端面硬度外，力学性能有所提高，加入OMMT后力学性能进一步提高，并增加了改性材的端面硬度。OMMT层间离子中含有氨基、羟基、羧基等官能团，能使OMMT更好地进入到木材细胞壁中，其中层间离子含有氨基的OMMT改性效果较好，改性后木材顺纹抗压强度为82.2 MPa，抗弯强度为98.2 MPa，端面硬度为8 920 N。  结论  使用PEG/HBPA乳液可以均匀分散OMMT，并使其进入到木材细胞壁，增强木材的力学强度，这对实现人工速生材的环保高效利用具有一定的指导意义。      

木基发泡复合材料微观构造及性能研究

为了研究在降低木基复合材料密度的同时而不降低材料的力学性能,该文利用聚合物发泡技术与人造板工艺技术相结合的技术路线开展木基发泡复合材料的制备及研究.利用扫描电镜对复合材料的微观构造进行了分析;同时,以静曲强度、弹性模量、冲击强度和2 h吸水厚度膨胀率作为主要指标对发泡复合材料的性能进行评价,考察发泡对材料性能的影响.结果表明:①木基发泡复合材料内部纤维交织疏松,纤维间主要通过泡孔连接增强,泡孔增加了纤维之间的相互作用,从而使材料强度增加,且纤维间距较大处填充有泡孔结构体.②胶粘剂与发泡剂总含量在20%时,静曲强度、弹性模量和冲击强度最好,2 h吸水厚度膨胀率却较大;热压温度在120℃效果最好,温度过低,发泡不完全,温度过高,在一定压力下部分泡孔出现塌泡现象,所以性能均有所下降;热压时间15 min效果最佳.经方差和极差分析知,F值的最佳工艺条件为:胶粘剂与发泡剂总含量20%、热压温度120℃、热压时间15min.在此工艺条件下,木基发泡复合材料性能均达到相关标准.     

泡沫阻断协同氧化修复土壤中四氯乙烯和多环芳烃

研究了不同发泡剂(AC-645或蛋白类发泡剂)产生的泡沫对四氯乙烯挥发的阻断效果,以及发泡剂与氧化剂耦合后产生的泡沫对土壤中多环芳烃的氧化去除效果。结果表明,本研究所用泡沫材料既可以抑制四氯乙烯的挥发逸散,又可以氧化去除土壤中的多环芳烃,其中以AC-645发泡材料对四氯乙烯挥发的阻断效果最优,在3 h内对四氯乙烯的阻断效果可维持在95.0%左右,反应24 h后对土壤中多环芳烃的去除率在80.0%以上。混料均匀设计试验发现,最优配比下发泡剂(AC-645)、氧化剂和水的质量分数分别为29.4%、1.2%、69.4%,该配比的泡沫耦合氧化剂修复材料产生的泡沫在30 min时对四氯乙烯的阻断率为94.5%,反应24 h后对土壤中多环芳烃的去除率在87.8%。在最优点处进行验证试验,验证值与预测值的相对偏差为0.11%,表明模型预测准确。     

液化产物改性聚氨酯复合材料性能的研究

以离子液体液化沙柳所得产物与有机蒙脱土（OMMT）等为原料制备PU/OMMT纳米复合材料。通过红外（FT-IR）、X线衍射（XRD）、热重（TG）和扫描电镜（SEM）对PU/OMMT纳米复合材料进行结构表征,加入有机蒙脱土使聚氨酯的结构发生了变化;同时添加6%(质量百分数)OMMT的复合材料的压缩性能和抗压性能分别提高了31.2 kPa和62.0 kPa。     

复杂地表气田集输管道的泡沫排液技术

针对气田集输管道易发的积液问题,将井筒中常用的泡沫排液技术创造性地应用至集输管道。通过环道测试、高速摄像、数据分析等方法探究发现,泡沫排液技术在起伏管道内表现出排液和减阻两种效果,并进一步研究了入口条件、管道起伏角度及发泡剂加注浓度等因素对上述效果的影响。试验发现:相比井筒,管道的起伏坡度更小,会影响管内泡沫的发泡程度,使流体的泡沫质量处于泡沫分散区或泡沫干扰区,而促使泡沫流体进入稳定泡沫区是保证泡沫排液技术在地面起伏管道内有效应用的前提。当工况为低含液率、大倾角起伏管道以及高于临界胶束浓度的加注浓度时,泡沫排液技术表现出更好的排液和减阻效果。建议现场作业改变原有的加注方式,提高发泡剂注入量,并采用有效手段提高地面起伏管道内流体的泡沫质量。     

有机发泡剂制备聚乙烯醇--碱木质素发泡材料及性能研究

为改进造纸黑液中木质素再利用情况和PVA泡沫的力学性能,以甲醛为交联剂,采用BSH发泡剂发泡制备聚乙烯醇-碱木质素发泡材料(PLFM)并测定其相关性能。结果表明:相对于PVA用量,发泡剂用量0.5%、甲醛用量0.8mL/g、麦草碱木质素用量30%时,制备的PLFM力学性能最好,拉伸强度最大,为28.94MPa;吸水率最低,为2.455倍;表观密度0.28g/cm3。PLFM的耐溶剂性能随碱木质素用量的增大而降低;碱木质素、PVA和甲醛交联较好,发生芳环的5位取代;泡沫均匀、孔隙规则;具有较好的生物相容性;热稳定性不因碱木质素的加入而降低,且热降解性好。      

蒙脱土-DDAC复合防腐剂处理杨木的性能及表征

为了提高人工林杨木的力学性能和耐腐性,采用蒙脱土(MMT)-二癸基二甲基氯化铵(DDAC)复合防腐剂(ODP),通过满细胞法处理杨木试材,分析了防腐处理材的增重率、DDAC保持量、有机蒙脱土(OMMT)在木材内部的分布、横纹抗压强度和耐腐性。结果表明:OMMT的引入使试材增重率增加,DDAC保持量下降;OMMT绝大部分以颗粒存在于木材导管腔中,部分尺寸较小的颗粒和剥离片层可以通过纹孔,很难进入细胞壁;ODP处理材的横纹抗压强度比蒸馏水处理材提高了27%;相对于DDAC处理材,ODP处理材的耐腐性比单组分DDAC处理材好。