工业木质素用于制造木陶瓷

以工业木质素为原料制造新型多孔炭材料木陶瓷,并对产品得率、强度及微观结构形态进行了研究。结果表明,随着酚醛树脂用量的增加,木质素陶瓷的质量得率和体积得率略有增加,抗弯强度大大提高,抗压强度也提高明显。当木质素与酚醛树脂质量比为1．33∶1时,木质素陶瓷的抗弯强度为1．88MPa,抗压强度达3．86kN/cm~2。微观结构分析表明,在木质素—酚醛树脂复合板中有团块状木质素夹杂出现,高温烧结后样品孔隙结构增多。高温烧结前后样品的比表面积分别为0．2448m~2/g和0．9742m~2/g。     

阳离子絮凝剂木质素季胺盐的合成与脱色性能研究

以硫酸盐法造纸黑液中的木质素为原料，合成了木质素季胺盐絮凝剂，比较了不同催化剂对合成产物性能的影响，采用红外光谱(FTIR)表征了木质素季胺盐，用高浓度、高色度的酸染料ATT对木质素季胺盐的絮凝脱色性能进行了定量分析。研究结果表明，硫酸盐木质素通过接枝反应，可合成阳离子絮凝剂——木质素季胺盐。季胺盐单体的合成：温度-3℃至-6℃，三甲胺和环氧氯丙烷的摩尔比为1：0．7，木质素接枝季胺盐单体，适宜的催化剂为过硫酸铵，加入量0．5％，木质素季胺盐在酸性条件下(pH值为2-3)对染料废水絮凝脱色，投加量2-3g／L。该改性天然高分子是一种性能良好的染料废水的絮凝剂。     

Co掺杂纳米二氧化钛抗菌陶瓷制备及抗菌效应研究

为制备钴掺杂TiO₂(Co-TiO₂)抗菌陶瓷并研究其抗菌性能,通过自制超声喷雾装置将Co-TiO₂纳米溶胶喷涂到陶瓷片表面,并对所制备的抗菌陶瓷进行性能表征和抗菌实验检测。采用XRD、SEM等分析方法对陶瓷所制成膜的物相组成、表面形貌进行了表征,考察了镀膜高度、焙烧温度等因素对抗菌陶瓷抗菌性能的影响,以确定最优制备条件。结果表明:当镀膜高度为8 cm,焙烧温度为600℃时制备的Co-TiO₂抗菌陶瓷的成膜平滑均匀,裂纹较少,与陶瓷基底结合紧密,抗菌率达到了93.5%。     

巨龙竹木质素化学结构研究

为解析巨龙竹木质素化学结构特征,采用高效阴离子交换色谱、凝胶色谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振等现代仪器分析技术,对巨龙竹木质素样品进行检测。结果表明:弱酸性环境有利于打断巨龙竹木质素与半纤维素之间的化学联接而使木质素更易于分离,且对木质素中的主要联接键破坏较小;巨龙竹木质素含有紫丁香基(S)、愈创木基(G)以及对羟基苯基(H)3种基本结构单元,属于禾草类木质素;巨龙竹木质素基本单元间化学联接键以β-O-4′结构为主,并存在一定量的β-β′、β-5′、β-1′化学联接。     

木质陶瓷复合材料的制备与性能分析

综述了几种典型基材木陶瓷材料的不同制备方法与性能,对不同基材材料制备木陶瓷的方法做了论述,介绍了不同材料制备的木陶瓷电学性能、力学性能和摩擦性能。为材料的制造方法与结构功能设计提供了新思路,并对其发展前景进行了展望。     

芦苇基木陶瓷的制备与性能表征

以芦苇杆粉末为基材,按芦苇、酚醛树脂不同配比经高压热模成形和真空烧结制备木陶瓷;分析了原料配比、烧结温度对芦苇木陶瓷性能的影响。结果表明:芦苇基木陶瓷的力学性能优于其他木质陶瓷。     

基于过氧化氢预处理的巨龙竹木质素提取及结构解析

巨龙竹属禾本科竹亚科牡竹属竹种,是世界上已知最粗大的巨型丛生竹种,具有极高的开发利用价值。本研究采用碱性过氧化氢预处理结合碱抽提的方法提取巨龙竹秆材中的木质素,通过核磁共振、红外光谱以及热稳定性分析等方法,对所得的木质素样品进行了结构表征与解析。结果表明:巨龙竹木质素是典型的禾草类(HGS型)木质素,其大分子结构由对羟基苯丙烷单元、愈创木基单元和紫丁香基单元构成;木质素的结构中的联接结构以β-O-4'联接键居多,β-β'和β-5'联接键较少;巨龙竹木质素有部分在侧链的γ位上与对香豆酸发生酯化反应,形成稳定的对香豆酸酯结构;本研究分离得到的3个巨龙竹木质素样品起始分解温度分别为194.8、195.4、197.9℃,热稳定性良好。     

木质陶瓷研究新进展

木质陶瓷是一种新型的环境友好材料,生产木质陶瓷的原材料可以是各种废弃的纤维质材料,有利于资源的重复利用.介绍了木质陶瓷在制备工艺、成材机理、性能以及应用等方面的研究进展,并就木质陶瓷将来的研究方向提出了一些看法.     

竹材碱溶性木质素化学结构及热稳定性研究

连续用0.5%、2.0%和5.0%Na OH水溶液在80℃条件下从巨龙竹中抽提得到木质素组分,采用凝胶色谱、红外光谱、核磁共振、热重分析仪表征了竹材木质素的化学结构和热稳定性。结果表明,巨龙竹木质素属于典型的禾草类木质素,其大分子由对羟基苯丙烷(H)、愈创木基丙烷(G)和紫丁香基丙烷(S)3种基本结构单元组成;巨龙竹木质素大分子的主要联接键为β-O-4'醚键、β-β'和β-5'碳-碳键;巨龙竹木质素大分子苯丙烷结构单元侧链γ位碳与对香豆酸和阿魏酸存在化学键联接,形成对香豆酸酯和阿魏酸酯(醚);巨龙竹木质素具有较高的热稳定性,其热稳定性随分子量增加而升高。     

麻竹制备竹基纤维复合材料的性能初探

为了探索利用麻竹制备竹基纤维复合材料的性能,首先利用纤维可控分离技术将麻竹制备成纤维化竹单板,经过浸胶干燥后,采用热压法制备竹基纤维复合材料,并探讨密度对其耐水性能和力学性能的影响。结果表明,采用热压法制备的竹基纤维复合材料的性能较优,已超过重组竹地板标准规定的室外用地板的指标值。随着密度的增加(0.90~1.15g/cm~3),麻竹竹基纤维复合材料的耐水性能得到改善,其静曲强度、弹性模量和水平剪切强度等主要力学性能增强。在应用中可以考虑在保证板材使用性能的前提下,尽量降低竹基纤维复合材料的密度以节约成本。     

超声-弱碱协同作用下巨龙竹木质素的分离及表征

巨龙竹是一种具有极高研究和开发价值的大型经济用材竹种,其基础理化性质有待进一步解析研究。为表征巨龙竹木质素的化学结构,在超声-弱碱协同作用下处理竹材原料,脱蜡竹粉在2%NaOH溶液中分别经超声处理5,20,40,60和90 min,并设置仅在2%NaOH溶液中抽提90 min的对照组,最后得到6个木质素样品L_1~L_6。采用红外光谱(FTIR)、核磁共振碳谱(~(13)C NMR)和二维核磁共振(2D HSQC)分别对分离得到的巨龙竹木质素进行结构分析。结果表明:超声-弱碱协同处理对竹材木质素具有良好的促溶效果,随着超声作用时间的增加,木质素得率从6.6%提高到22.9%;巨龙竹木质素大分子主要由愈创木基(G)、紫丁香基(S)和对羟基苯基(H)结构单元构成,属于禾草类木质素(GSH型);巨龙竹木质素大分子的主要联接键为β-O-4'醚键,其次是β-β'和β-5'结构;但随着超声处理时间的增加,巨龙竹木质素中一定量的β-O-4'联接键会被打断。     

木陶瓷的研究进展及发展趋势

随着自然资源的消耗和环保意识的增强,人们不断寻找绿色资源的高质化利用方法,以木材(及其他生物质材料)为主要原材料、采用高温烧结制备的木陶瓷日益受到关注。这种新型的多孔炭材料不仅在一定程度上保存了生物质材料多层次孔隙结构特征,而且具有良好的热学、电磁学、摩擦学和电化学等特性,应用前景广阔。笔者从制备的原辅材料、胶黏剂、功能性添加剂、成型与烧结工艺、结构形态及应用前景等方面出发,详细介绍了国内外在木陶瓷方面所取得的最新成就,并从基本结构与微观形貌、孔隙大小与分布状态、力学性能与行为等方面对其理化性能进行了概括;同时,就物相构成与微晶结构演变、金属离子掺杂机理与复合机制、结构增强机理与界面结构模型等基础理论进行探讨;对吸波与电磁屏蔽特性、电化学与储能性能等功能进行比较与分析,并就材料、结构、制备工艺等对基本性能的影响进行了总结;最后从基础理论的深化、制备方法的改进、基本性能的提升以及使用范围的扩展等方面为今后木陶瓷的研究提出一些建议,旨在进一步提升这种新型炭基多孔材料的性能,为其在高效储能、化工合成、电子电器、航空航天等领域得到更广泛的应用提供依据与参考。     

块状不裂透明纳米陶瓷的制备方法

透明陶瓷具有高温氧化物单晶的优良理化性能和玻璃的异型加工时且尺寸任意放大的双重优点，因此，其应用领域越来越广。纳米陶瓷由于其晶粒的细化，晶界数量大幅度增加，可使材料的强度、韧性和超塑性大幅度提高，并对材料的电学、热学、磁学、光学等性能产生重要影响，为材料的利用开拓了一个崭新的领域，已成为材料科学研究的热点。     

三甲基木质素基季胺盐-羧甲基纤维素聚电解质复合物的制备

以三甲基木质素基季胺盐(TLQAS)和羧甲基纤维素(CMC)为原料通过静电吸附制备聚电解质复合物,并表征其结构。首先制得三甲基环氧丙基氯化胺单体,再与碱木质素接枝反应,合成TLQAS;在不同pH值和物料比条件下进行三甲基木质素季胺盐和羧甲基纤维素作用,制备三甲基木质素季胺盐-羧甲基纤维素(TLQAS-CMC)聚电解质复合物,测得其含氮量2.11%;通过FT-IR、DSC、XRD对聚电解质复合物进行表征,结果表明:TLQAS-CMC聚电解质复合物存在;聚电解质复合物的热分解温度提高,热稳定性增强;XRD显示复合物排列无序,TLQAS-CMC复合物具有一定的吸水膨胀性能。     

竹材木质素在细胞壁中的微区分布

对12个月的毛竹和茶秆竹进行了木质素微区分布的研究,实验运用光学显微镜和激光共聚焦扫描显微镜鉴定了木质素的存在,并且利用组织化学染色方法及其可见光显微分光光度计半定量测定竹材纤维?薄壁组织和导管的细胞壁各微区木质素含量。毛竹竹茎各组织细胞壁各微区的木质素含量均大于茶秆竹相应部位的。木质素在各组织中均有分布,其含量因组织类型及其细胞壁不同微区而有差异,其结构中存在愈创木基(G)和紫丁香基(S)两种木质素组成单元。竹壁径向和纤维帽不同位置的木质素含量未有明显的规律性变化。纤维次生壁具有薄厚层交替的多层结构,薄层的木质素含量大于厚层的。     

杉木基木材陶瓷的结构及表征

用杉木纤维(木粉)/PF树脂复合材料高温烧结制备杉木基木材陶瓷。XRD分析表明:当烧结温度升高,杉木基木材陶瓷的(002)晶面的Bragg衍射角右移,d_(002)值减小,g值增大,可石墨化程度增加;SEM分析显示:木材陶瓷的结构与PF树脂的含量和杉木纤维(木粉)的结构及分布情况有关,树脂含量的增加有助于木材陶瓷形成三维网状结构;杉木纤维(木粉)作为天然植物模板而存在,且保持着其自然形态,使木材陶瓷成为一种植物纤维生态陶瓷。     

木陶瓷的孔隙结构研究

经40％酚醛树脂处理的中密度板样品炭化物简称木陶瓷（WCS），是一种低成本而性能优异的新型多孔炭材料，添加阻燃剂及20％酚醛树脂处理的中密度板样品炭化物简称P－木陶瓷（P－WCS），本研究采用低温氮吸附法对比木炭研究了木陶瓷的孔隙结构，结果表明，由于样品未经活化，因而吸附能力较差，且以木炭为最差，木陶瓷的微孔面积为314．16m^2/g，微孔容积为0．1262mL/g，大于P－WCS且远远大于木炭。木陶瓷的平均孔径为1．598nm，小于P－木陶瓷，远远小于木炭，说明酚醛树脂为木陶瓷引入了较多的微孔，使其吸附性能远高于传统的木炭。     

点击反应制备木质素-纳米SiO_2复合微粒及其结构表征

以竹木质素为原料,利用Cu(Ⅰ)催化的炔基-叠氮环加成点击反应将木质素修饰到纳米SiO_2材料表面,制备木质素-纳米SiO_2复合微粒(LS-NPs)。首先采用硅烷基化反应在纳米SiO_2微粒表面引入叠氮结构,并由竹木质素制备炔基木质素,再通过Cu(Ⅰ)催化炔基木质素与叠氮基纳米SiO_2的点击反应生成含三氮唑结构单元的LS-NPs。采用红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段表征了LS-NPs的化学结构,并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、Zeta电位分析仪和热重分析(TGA)等表征方法考察了LS-NPs的形貌结构和理化性质。结果表明,点击反应成功将木质素结构通过三氮唑单元接枝到纳米SiO_2表面,LS-NPs微粒为球形,粒径为50~100 nm,分散性能和热稳定性能均有明显提高。     

酸性低共熔溶剂分离制备粗纤维素及理化性质分析北大核心

高效分离竹木质纤维素“三素”(纤维素、半纤维素和木质素)利于竹资源的高值化利用。以原生毛竹竹茎粉为原料,采用对半纤维素和木质素有选择性溶出能力的酸性低共熔溶剂(ADES),高效分离得到竹粗纤维素,并对其进行理化特性研究。结果表明:磷钨酸基ADES对纤维素分离效果较佳,对半纤维素和木质素具有高选择性去除能力。纤维素保留率、半纤维素和木质素去除率分别为99.07%、86.98%和60.75%。相比于原料,经ADES处理得到的产物热稳定性也有明显增强。此外,产物的亲水性与组成两者间表现出显著的相关性,这对于快速测定木质纤维素类物质组成方法的建立具有一定的借鉴意义。     

重组竹材耐腐防霉性能的研究

对酚醛树脂(PF)制备的重组竹、酚醛树脂热处理重组竹及外购的重组竹,进行耐腐防霉性能评价对比。结果表明,3种重组竹的耐腐性能均可以达到Ⅰ级;PF树脂重组竹和PF树脂热处理重组竹对霉菌有一定的抑制作用;3种重组竹对蓝变菌均无抑制能力。