胶合板用硅镁系环保无机胶黏剂制备与阻燃性能研究

以硅酸钠、硅酸铝、氧化镁和硅烷偶联剂为原料,制备胶合板用硅镁系硅酸盐无机胶黏剂。采用单因素试验和正交试验考察了主要成分用量对胶黏剂的胶合性能的影响,并采用锥形量热分析技术和热重法分别测试其阻燃抑烟性能以及耐热性能。结果表明,当硅酸钠的质量分数为92.5%,硅酸铝的质量分数为4.7%,氧化镁的质量分数为2.8%,硅烷偶联剂的百分比含量为0.6%(相对于硅酸钠的质量而言)时,改性胶黏剂的综合性能最好,其胶合强度达到0.85MPa,阻燃抑烟性能效果显著,热释放总量和热释放速率明显降低。     

硅酸盐木材胶黏剂的固化动力学特征

为探讨硅酸盐木材胶黏剂的固化过程和固化特性,通过胶黏剂中水分蒸发速率测定试验,对不同温度下胶黏剂固化过程中的失水规律和动力学特征进行了研究。结果表明:硅酸盐胶黏剂的固化是物理作用和化学作用联合的结果,物理作用中的失水过程是控制固化速度的关键步骤,而且失水率随时间的变化规律可用非线性方程X=X_∞/1+be~(-kt)来描述。硅酸盐胶黏剂的固化可大致分为3个阶段,均具有非整数级动力学特征,活化能分别为16.78、23.02kJ/mol和52.29kJ/mol。     

纳米材料与纳米技术在功能性木材中的应用

木材的功能化修饰是提高和改善其性能的有效途径, 利用纳米材料与纳米技术所具有的特性和功能来改性木材, 可以获得新型功能化的木基纳米复合材料。文中总结了纳米材料、纳米合成技术、纳米表征技术以及纳米仿生智能构筑技术在木材功能性改良中的应用情况, 展望了纳米材料与纳米技术在功能性木材研究领域的发展趋势, 旨在为木材的功能化修饰研究提供参考。     

磷-氮-硼复合木材阻燃剂配方优化及处理工艺

探讨了由磷酸、硼酸、双氰胺等为主要组分制备的新型磷-氮-硼阻燃剂的优化配方,以氧指数和烟密度为指标评价了该阻燃剂处理材的阻燃、发烟性能,并进一步优化阻燃处理工艺.结果表明,该阻燃剂主要组分双氰胺、磷酸、硼酸最佳配方摩尔比为0.095∶0.102∶0.162.经阻燃处理后的杨木木材,其氧指数从23.4%提高至60%,烟密度由40.64%降至25%.同时得出的优化处理工艺为浸渍浓度5%,浸渍时间84 h,浸渍温度60℃.     

纤维素纳米晶体胆甾相液晶形成与应用

液晶是一种介于完全有序的固态和完全无序的液态之间且具有部分有序排列的相态。纤维素纳米晶体(CNC)由天然存在的纤维素(来源于木材、竹材、背囊动物和细菌等)经强酸水解获得,在低浓度溶液中随机分散,当溶液浓度上升到一定程度时自发有序排列,形成胆甾相液晶,胆甾相液晶具有选择性反射、圆二色性和旋光性等特殊光学性能,在防伪识别、光信息储存、智能窗口和液晶显示等领域应用前景广阔。本研究概述国内外CNC胆甾相液晶的制备方法及调控手段,总结并比较不同原料制备的纳米纤维素晶体的结构特性,重点探讨物理法(包括超声波、温度、真空干燥和磁场等)和化学法(包括添加电解质或其他添加剂等)调控对CNC胆甾相液晶螺距的影响规律,为CNC胆甾相液晶的可控制备奠定理论基础。同时,综述CNC胆甾相液晶的形成机制、结构和光学特性,总结CNC胆甾相液晶在温敏型功能材料、光电功能材料和手性介孔功能材料等领域的应用现状。在此基础上,展望CNC胆甾相液晶未来发展趋势:1)改良CNC制备技术,获得到表面电性稳定、粒径分布均一的纤维素纳米晶体,为CNC胆甾相液晶的形成提供结构基础; 2)开发绿色快速的CNC胆甾相液晶制备方法,替代现有的缓慢溶剂蒸发自组装法,加快CNC液晶材料商业化进程; 3)建立CNC胆甾相液晶螺距调控模型,实现CNC胆甾相液晶材料有序可控制备,达到成分-结构-性能的协调统一; 4)丰富CNC胆甾相液晶的手性向列结构固定和复制方法,研发更多结构稳定、性能优异的手性结构功能材料,实现纤维素纳米晶体高值高效利用。     

纳米TiO2改性脲醛树脂中游离甲醛的光催化降解研究

如何降低游离甲醛含量一直是脲醛树脂研究的热点之一。采用锐钛矿型纳米二氧化钛(TiO2)改性脲醛树脂,探索在紫外光(波长λ=365nm)照射下,纳米TiO2对脲醛树脂中游离甲醛的催化降解效果。通过分析脲醛树脂中游离甲醛的含量,研究了光照类型、时间以及纳米TiO2的含量对光降解甲醛的影响。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、同步热分析(TG)表征了光催化降解游离甲醛对脲醛树脂化学结构及热性能的影响。结果表明:在脲醛树脂的降醛处理中,加入尿素质量1%的锐钛矿型纳米TiO2,室温下紫外光照时长48h,可以获得36.7%的游离甲醛降解率。紫外光照可以促进脲醛树脂的固化,使其固含量和粘度上升,固化时间缩短,但对脲醛树脂的化学结构和热性能没有明显影响。     

纳米纤维素储能研究进展

纳米纤维素是一种来源于植(动)物或微生物的天然绿色纳米材料,拥有高表面化学活性、独特的网络结构、优异的力学强度和高比表面积等优良特性。通过层层自组装、原位化学聚合和电化学沉积等方式,纳米纤维素可与金属氧化物、导电聚合物和二维纳米材料等多种纳米粒子高效复合,形成不同微观尺寸和结构特性的纳米纤维素基多孔膜材料和导电复合材料,在金属离子电池、超级电容器等储能器件用隔膜和电极材料领域具有广阔的应用前景。根据材料来源、制备方法和纤维形态的差异,纳米纤维素可分为纤维素纳米晶体、纤维素纳米纤丝、细菌合成纳米纤维和静电纺丝纳米纤维4大类,目前用于储能材料的主要是前3类。这些纳米纤维素常与水混合成胶体状态,失水后借助氢键自组装(织)形成力学性能和热稳定性优异的薄膜,在电解质溶液中具有良好的保湿能力,易于离子和电子传输,是储能器件隔膜材料的理想选择。纳米纤维素丰富的活性基团、独特的网络结构和易于成膜的特性,可作为骨架材料与其他导电活性成分(主要包括碳纳米材料、金属氧化物和导电聚合物)复合制备储能用电极材料。纳米纤维素也可以直接炭化用于电极材料,其储能性能与石墨化程度密切相关,常通过掺杂改性、多元复合等方式提高储能效率和性能。现阶段纳米纤维素基电极材料有主要碳纤维材料、二维纳米材料、导电高分子材料和多元复合材料,尽管具有无可比拟的性能优势和乐观的应用前景,但纳米纤维素与电极活性材料之间的复合方式、界面相容性以及微观形貌调控等研究尚处于起步阶段,如何最大限度发挥纳米纤维素的尺寸效应和网络结构,构建具有更加精细的纳米体系及高转化效率的储能器件是下一步需要攻克的主要难题。本文在简要介绍纳米纤维素分类和性能的基础上,详细阐述其在储能器件隔膜材料和新型电极材料领域的研究现状,并进一步对纳米纤维素在该领域的发展趋势进行展望。     

纳米CaCO3对木纤维增强生物可降解复合材料力学性能的影响

为探索纳米CaCO₃对增强生物可降解复合材料力学性能的影响,采用混炼、注射成型工艺制备纳米CaCO₃改性木纤维/聚乳酸复合材料,研究了纳米粒子添加量（1wt%,2wt%,3wt%,4wt%）及粒子预处理（偶联剂,硬脂酸,偶联剂-硬脂酸）对材料拉伸性能与冲击性能的影响。随着CaCO₃添加量增加,复合材料力学强度先增大后减小,质量分数2%时材料拉伸强度和冲击强度分别提高8%与20%,粒子的增韧效果明显。预处理不仅能增强木纤维与聚乳酸的结合,也提高了纳米粒子分散性,增强材料整体力学性能。纳米粒子在聚合物基体中的分散性及其与聚合物界面结合是影响材料性能的关键。     

纤维素纳米纤丝研究进展

在比较主要纤维素纳米纤维基础上,综述纤维素纳米纤丝发展历程、加工制备、主要性能及潜在应用领域,并提出开展进一步研究的建议,以期为推动和加速我国纤维素纳米纤丝相关研究提供参考与思路。     

微纳米SiO_2/木基复合材料研究进展

介绍了国内外关于微纳米SiO_2/木基复合材料的研究现状,分析综述了溶胶-凝胶法、溶胶-气凝胶法等制备方法的发展过程和研究成果,阐明了复合材的复合强化机理,概括了微纳米SiO_2/木基复合材料的各项增强性能。展望了该领域的发展趋势。