木质素/PVC复合材料的初步探索

研究了木质素/PVC复合材料的力学性能,并利用扫描电镜分析了木质素与PVC混合后的微观特征.与传统的人造板相比,木质素/PVC复合材料具有无甲醛释放,力学性能好,能充分利用废弃物,并可循环再利用等特点,有较好的环境效益,是一种新的环保型复合材料.     

木质素/聚氯乙烯膜的制备及其亲水性研究

为提高聚氯乙烯(PVC)膜的亲水性,通过聚合物共混法制备了木质素/PVC膜.通过扫描电子显微镜(SEM)表征了膜的断面形貌;通过膜的吸水率、孔隙率、膜通量和膜表面接触角测试探讨了木质素用量、致孔剂种类和用量对膜亲水性能的影响.研究结果表明:木质素/聚氯乙烯膜的内部呈多级孔;加入木质素后,膜的吸水率、孔隙率、亲水性以及膜...     

水溶性木质素对纤维原料酶水解的影响研究进展

木质纤维素具有储量大、可再生等特点,是生物质精炼的重要原料。通过酶水解将高聚糖转化为葡萄糖、木糖等单糖,是目前木质纤维素生物质精炼的重要途径。传统观点认为,酶水解体系中的底物木质素和溶解木质素都会阻碍木质纤维原料中纤维素的酶水解,主要表现为木质素阻碍了纤维素酶对纤维素的可及性、木质素对纤维素酶的非生产性吸附和溶解的木质素或类木质素结构(木质素衍生的酚类分子)对纤维素酶的抑制作用。但是近几年的研究表明,在酶水解体系中加入适量的水溶性木质素可有效促进含木质素底物中纤维素的酶水解。笔者总结了近年来水溶性木质素对木质纤维素生物质酶水解的研究进展,从纤维素酶-木质素相互作用的角度探讨了水溶性木质素对纤维素酶水解的促进作用,提出了水溶性木质素与纤维素酶之间的作用机理,即水溶性木质素与底物木质素对纤维素酶存在竞争吸附,水溶性木质素与纤维素酶的吸附域结合形成木质素-纤维素酶复合物,可有效减少底物木质素对纤维素酶的非生产性吸附,从而提高木质纤维素生物质的酶水解转化效率。     

木质素在合成聚氨酯中的应用

木质素作为一种天然可再生资源,其研究和应用日益活跃。在材料中引入木质素,不仅可提高材料的性能,还能降低成本,产生可观的经济效益。文章综述了国内外以木质素、改性木质素代替多元醇为原料合成聚氨酯材料的一些探索性研究和应用,对木质素在聚氨酯泡沫、聚氨酯薄膜、聚氨酯黏胶剂以及聚氨酯涂料等方面进行了阐述;并针对木质素的结构和性能,提出了改性木质素将成为木质素基聚氨酯的研究重点。     

木质素亲水改性研究

为提高木质素的功能性,利用2-溴代异丁酰溴改性木质素制备木质素基引发剂,然后采用原子转移自由基聚合(ATRP)法将亲水单体甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、乙酸乙烯酯(VAC)和丙烯酸(AA)分别接枝到木质素上,合成亲水性木质素基接枝共聚物。对接枝聚合物进行接触角测试和红外光谱分析,结果表明:接枝单体甲基丙烯酸羟乙酯时,木质素接枝聚合物亲水效果最佳;木质素接枝前后接触角分别为45°、21.6°,接枝后木质素亲水性能提高。红外光谱分析显示,木质素接枝甲基丙烯酸羟乙酯(Lignin-g-PHEMA)共聚物中具有HEMA的特征峰,表明单体甲基丙烯酸羟乙酯成功接枝到木质素分子上。     

离子液体在木质素研究中的应用

详细综述了离子液体溶解、提取木质素的研究,分析了离子液体溶解木质素的机理,讨论了不同因素对木质素提取率的影响,介绍了木质素在离子液体中不同的降解方法,并对离子液体在木质素研究中的应用进行了总结和展望。     

氧漂过程中脱木质素与木质素氧化之间定量关系的研究

对氧碱漂白过程中木质素氧化进行定量分析,分析方法是基于氧化前后高锰酸钾消耗量的变化。该方法对溶出残余木质素的氧化结果分析发现其呈明显3个阶段：第一段木质素氧化的当量电荷数约4～5／木质素单元;木质素总氧化电荷数大约为9／木质素单元。这些数据以及甲氧基的脱除（75％）均表明：木质素的氧化不仅发生在酚型木质素单元,同时也发生在非酚型结构单元上。只有第一阶段氧化反应是木质素与氧气直接反应,而在第二、三阶段主要是协同氧化作用,氧化反应过程中产生的活性氧基团扮演了一定角色。通过对低浓度针叶材硫酸盐浆的氧漂研究发现：当卡伯值下降一半（25．4至13．4）时平均每个木质素单元氧化3当量电子,氧漂后的纸浆中仍然有大量未被氧化的残余木质素。定量地证明了在氧漂过程中木质素氧化是脱木质素反应的实质。     

木质素生物降解及其应用研究进展

木质素生物降解可广泛应用于造纸工业、环境保护、饲料工业、酒精发酵以及生物肥料等领域 .综述了木质素及木质素降解酶系的分子结构、木质素降解的机理、降解木质素的微生物种类、木质素降解酶类的分子生物学特征等方面的研究进展以及木质素降解在生产中的应用情况     

木质素微纳米球的制备与应用研究现状

在植物纤维原料中,木质素是仅次于纤维素的天然可再生资源,但由于结构复杂且不同类型木质素结构性能差异,其通常被认为是一种废料或低价值副产品。微纳米木质素是近年来兴起的新发展方向,可为木质素产品高值化利用提供一种新途径。木质素微纳米球是一种具有规整结构的微纳米木质素,其自组装制备方法主要有溶剂-反溶剂法、气溶胶的流式反应器法和界面细乳液聚合法。利用四氢呋喃、二氧六环和乙醇等溶剂对木质素或化学修饰木质素进行溶解,然后滴加反溶剂去离子水可获得木质素微纳米球,然而溶剂-反溶剂法获得的木质素微纳米球悬浮液在干燥过程中存在微纳米球团聚问题;气溶胶的流式反应器法能将木质素溶液直接雾化自组装成气溶胶;界面细乳液聚合法可使木质素分子在非共价自组装形成微纳米球基础上实现共价键结合。相比实心微纳米球,中空微纳米球拥有较高的比表面积。木质素微纳米球当前主要应用于药物载体、紫外防护和纳米填料等方面。采用木质素包载疏水药物,能提高药物在水溶液中的溶解性能,实现可控释放,延长作用时间,降低毒副作用;将木质素微纳米球用于光敏性农药的包载,能使其具有可控释放和抗光降解功效;将木质素微纳米球对酶进行包载,能使其具有较好的稳定性和催化活性。通过调控木质素自组装过程,可使其微纳米球具有相对亲水或疏水外表面,使微纳米球与相应亲水或疏水高分子聚合物共混时具有较强的分子间作用。此外,木质素微纳米球亦可用于吸附材料、聚集诱导发光纳米材料和锂离子电池电极材料等方面。目前,木质素微纳米球研究还处于起步阶段,其简单可行的可控构筑方法及其高值化应用领域需要进一步探索。界面细乳液聚合法能使木质素分子自组装过程中实现非共价键和共价键协同作用,且通过该方法可获得中空木质素微纳米球,为新型中空结构木质素微纳米球的开发提供了新方向;木质素具有自发荧光特性,且自组装制备微纳米球过程中木质素分子会产生J-聚集增强其荧光强度,为新型木质素基发光材料的开发提供了新思路。     

核桃壳木质素的结构研究

核桃加工过程会产生大量核桃壳,而核桃壳中木质素含量较高,可作为潜在商业木质素的来源。为充分利用核桃壳中的木质素,必须了解核桃壳木质素的结构特点。用不同浓度的碱溶液对核桃壳中的木质素进行逐级提取,得到了4种碱木质素,并探索了各浓度梯度下木质素的得率。随后,通过深度酶水解得到了酶解残渣木质素。利用凝胶色谱(GPC)、红外光谱(FT-IR)和二维核磁共振(2D HSQC)技术对分离所得木质素样品的结构进行定性和定量表征。对各木质素样品的纯度及分子结构特点进行综合分析后发现,通过逐级碱提核桃壳得到的碱木质素总得率仅为27.25%,但碱提核桃壳残渣酶水解后得到的酶解残渣木质素的得率却高达62.44%。研究中木质素总得率达到了89.69%,代表性良好。4种碱提木质素样品的相对分子质量(1 930~2 330 g/mol)明显低于酶水解木质素样品的相对分子质量(3 190 g/mol),且所有木质素样品的分子质量分布都相对较窄(M_w/M_n1.5)。核桃壳木质素为典型的SGH型木质素,该木质素分子中S型单元与G型单元比例相近,且含量远高于H型结构单元。核桃壳木质素中主要联结键为β-O-4'醚键结构、β-β'树脂醇结构及β-5'苯基香豆满结构。研究结果可为核桃壳木质素的高效分离和高值化利用提供理论指导。     

聚氯乙烯废料的含量对复合刨花板性能的影响

本研究主要是探求聚氯乙烯废料在复合刨花板中的不同加入量对刨花板物理力学性能的影响。结果表明：随着聚氯乙烯废料加入量的增加,复合刨花板的静曲强度,弹性模量以及内结合强度均降低;吸水厚度膨胀率减小;但振动阻尼系数增大;表面粗糙度也产生一定的变化。在多数情况下板材的物理力学性能可以达到日本ＪＩＳ Ａ ５９０８刨花板标准的要求,这说明在板中加入适量的聚氯乙烯废料可以生产出具有优良性能的刨花板。     

3种偶联剂对PVC木塑装板力学性能的影响

通过测试PVC基木塑装饰板的物理力学性能,研究3种偶联剂及偶联剂添加量对PVC木塑装饰板的抗弯强度、表面结合强度、板面握螺钉力和吸水厚度膨胀率的影响。结果表明：采用铝酸酯偶联剂PVC木塑装饰板的抗弯强度、表面结合强度、板面握螺钉力最大,72h吸水厚度膨胀率最小为0.47%;同时当铝酸酯添加量2%增加至6%时,PVC木塑装饰板的抗弯强度、表面结合强度、板面握螺钉力分别增加了7.9%、11.9%、10.8%72h吸水厚度膨胀率呈现先减后增趋势。     

Effects of nanoclay on physical and mechanical properties of wood-plastic composites

Effects of nanoclay (NC) on physical and mechanical properties of wood-plastic composite (WPC) were studied here. Virgin, recycled, and mixed (50/50% of virgin/recycled) polyvinyl chloride (PVC) were used as the matrix in the WPC. Specimens with three NC contents of 1.5%, 3%, and 5% were manufactured; they were then compared with control specimens. Totally, 12 treatments were manufactured. The physical and mechanical properties were measured in accordance with the ASTM standards. The highest properties were found in specimens made from virgin PVC. Addition of recycled PVC resulted in significant decrease in all properties. NC improved all physical and mechanical properties studied in the present research project; the highest properties were observed in specimens with 5% of NC content. The improvement in properties was as a result of formation of bonds between the hydroxyl groups of NC with the wood flour components. It was concluded that NC would significantly improve the properties in all the three PVC types of virgin, recycled, and mixed. From an industrial point of view, it was concluded that mixing virgin and recycled PVC can be recommended not only to decrease production costs, but also to partially solve the problem of PVC residue which are not bio-degradable.     

麦秸/塑料复合材料的耐水性能研究

研究了麦秸与塑料的比例、麦秸粉末的粗细,以及塑料种类对麦秸/塑料复合材料耐水性能的影响,并且用差示扫描量热法(DSC)测定和分析了乙烯-醋酸乙烯(EVA)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)塑料与麦秸之间的热反应特征。试验结果表明:麦秸/塑料复合材料具有良好的耐水性能;麦秸与聚乙烯、聚氯乙烯和乙烯-醋酸乙烯塑料之间产生了一定的反应。     

竹炭/聚氯乙烯复合板材的性能

以竹炭(BC)、聚氯乙烯(PVC)为原材料,制备竹炭/聚氯乙烯复合板材(BC/PVC),采用热重分析仪和热重?红外联用仪测试分析热失重特性,用锥形量热仪测试分析其燃烧特性,并进行了远红外辐射率和吸水厚度膨胀率等物理力学性能的测试。结果表明,BC/PVC的物理力学性能满足GB/T 24137—2009《木塑装饰板》和DB44 T 349—2006《木塑复合材料技术条件》规定的要求,尺寸稳定性优良。其中,BC的加入能够显著增强PVC的热稳定性,BC/PVC残余质量分数达45.05%,是PVC的5.3倍,且最大热分解温度延后,发生热失重的温度段缩短,热失重速率明显降低。BC/PVC燃烧时气体生成出现在中后期且总量不大,主要为CO2,BC有效减少燃烧过程中HCl的生成,降低了烟气毒性,且通过促进基材形成“有效炭层”,使BC/PVC的总热释放降低38.05%,烟气释放量仅为PVC的1/3,600 s时残炭量达到PVC的近11倍,整体阻燃防烟性能较好,显著提升材料在发生火灾时的安全性。BC/PVC在8~14μm波段的远红外发射率均值达0.938,具有较高的远红外辐射特性,有望实现PVC基复合板功能化的研发应用。     

A multiple fracture test for strain to failure distribution in wood

The tensile strain to failure of small wood samples is a desirable property in studies where the effect of small differences in microstructure on failure is of interest. However, the scatter in data is usually significant and only one data is obtained per specimen. For this reason, a new multiple fracture test for measurement of the strain to failure distribution was designed. Wood samples were bonded between two transparent PVC layers with higher strain to failure than the wood. Multiple fractures were then observed in single wood samples during tensile loading. This behavior is already utilized in tests in the field of synthetic composite materials. It was possible to conveniently register multiple fracture events as a function of strain by visual observation through the transparent PVC layers. The data were used to compare two different wood materials and to determine their Weibull distribution functions.Financial support from SJFR is gratefully acknowledged     

以竹代塑新产品竹微丝复合包装材料的制备及其性能

为减少塑料制品的使用,缓解其对全球环境的污染,以质量分数为90%的竹微丝、2%的聚乙烯、8%的甘油制备竹微丝复合材料,参照传统竹编织技艺,分别采用纯纵向编织法和纵横向编织法等制备了竹微丝复合包装材料,并对其性能进行分析。结果表明:1)与通过传统竹篾工匠手工制备的竹微丝相比,由大型智能化竹拉丝设备制备的竹微丝边缘更整齐;2)与竹微丝单方向编织技术相比,采用纵横向交叉编织技术的竹微丝复合包装材料的抗拉性能更好;3)竹微丝复合包装材料的拉伸强度远大于PE、PVC等传统塑料包装材料。     

PVC基本塑复合微发泡材料的研究进展

介绍了PVC基木塑复合微发泡材料的概念、应用及性能特点；概括了国内外木粉界面改性、发泡剂及其他助剂的研究进展情况，分别从界面改性方法、发泡剂和发泡助剂的种类及效果进行了介绍。     

麦秸/塑料复合材料的热反应特征及复合工艺

本研究用差示扫描量热法(DSC)测定和分析了麦秸/塑料复合材料的热反应特征，并通过试验探讨了麦秸与塑料之间的复合工艺。结果表明，麦秸、塑料以及麦秸/塑料复合材料三者的热反应特征各不相同，由此可了解麦秸和塑料之间的反应状况，说明用麦秸和塑料制造麦/塑复合材料是可行的。     

Treatments of southern pine with vinyl chloride and methyl methacrylate for radiation-produced wood-plastic combinations

Summary A method was developed for the impregnation of liquid vinyl chloride monomer into wood. Wood-plastic combinations (WPC) prepared from polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinyl chloride (PVC), and polyvinyl chloride plasticized with diocylthalate (DOP+PVC) were found to offer improvements in selected physical properties of wood. The initial anti-swell efficiency (ASE) values of PMMA WPC and DOP+PVC WPC are very high, averaging approximately 87 and 82 percent respectively after 5 hours of soaking; whereas PVC WPC attained an average of only 53 percent. After prolonged soaking, the ASE values of all treated wood decreased considerably, indicating no permanent stability was achieved. In hardness, the PMMA WPC attained an average springwood-summerwood rating of 76, the DOP+PVC WPC and the PVC WPC a rating of 69 and 63, respectively; whereas the untreated wood achieved a rating of only 53.The authors gratefully acknowledge Dr.Oskar Klopfer of Ethyl Corp, Baton Rouge, La. for technical assistance.