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。     

沙柳多元醇液化产物流变性能的研究

沙柳木粉在液化剂和催化剂的作用下制成的液化产物可生产制作聚氨酯、环氧树脂、胶黏剂等。研究沙柳液化产物的流变性能,可探索宏观流变性质与液体微观内部反应机理之间的关系,优化设备结构和加工工艺条件,对其高效利用有着重大意义。本试验将沙柳木粉在浓硫酸催化条件下进行多元醇液化,通过改变液化处理条件(反应时间、反应温度和催化剂用量)制备具有不同流变性能的沙柳液化产物。利用旋转型流变仪对所制备的沙柳液化产物进行流变性能测试和分析。沙柳木粉液化条件的单因素试验和正交试验分析结果表明:影响沙柳液化产物黏度的主要因素是反应时间,其次是反应温度和催化剂用量,最佳工艺条件为反应时间70 min、反应温度170℃、催化剂用量5%。在最佳工艺条件下,剪切速率为78.87 s-1时,黏度为0.26 Pa·s。红外光谱(FT-IR)分析得出,液化物中纤维素被大量降解,半纤维素和木质素部分降解,羟基增加,生成更多的反应活性官能团,此条件下液化反应更加充分,流体黏度较大。流变性能测试结果显示:稳态扫描测试时,黏度随剪切速率的增加逐渐减小,表现出剪切变稀的现象;剪切应力随着剪切速率的增加逐渐升高,表现出假塑性流体的性质。通过动态频率扫描曲线变化规律分析,储能模量和损耗模量随着角频率的升高而逐渐增加,复数黏度却随之减小。     

沙柳木粉液化残渣的结构表征

以多元醇为液化剂(m(聚乙二醇)∶m(丙三醇)=4∶1),浓硫酸为催化剂,对沙柳木粉进行液化试验。将所得的液化产物多次清洗得到不溶液化残渣,应用FTIR、XRD和SEM对液化残渣的化学成分、微观形貌进行表征研究。结果表明:沙柳木粉液化反应分为木粉分解阶段和液化产物缩聚两个阶段;反应30 min后得到的残渣的红外光谱特征峰大致相同。XRD分析表明,残渣中含有大量的Si O2,木粉液化时非结晶区首先被破坏而降解,残渣的结晶度升高;反应后期结晶区发生降解,残渣结晶度略有下降。SEM图像表明,随着反应的进行,残渣由纤维状变为尺寸更小的连在一起的块状堆积物。     

沙柳液化产物制备聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物泡沫的性能

为研究沙柳液化产物制备聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物(PU/EP IPN)泡沫的最佳发泡工艺,以沙柳液化产物和异氰酸酯(MDI)、环氧树脂(EP)为主要原料,水为发泡剂,辛酸亚锡为催化剂,纳米有机蒙脱土(OMMT)为形核剂进行试验,探讨了EP、MDI、辛酸亚锡、水和OMMT的添加量对泡沫材料表观密度和压缩强度的影响,并应用扫描电镜和热重分析仪对泡沫材料进行表征。结果表明:各主要原料和发泡助剂对泡沫轻质材料力学性能的影响由大至小分别为:环氧树脂添加量异氰酸酯添加量催化剂辛酸亚锡添加量发泡剂水添加量OMMT添加量;通过单因素和正交试验得到的优化工艺所制泡沫材料的表观密度为0.091 g/cm~3,压缩强度为0.835 MPa;随着EP添加量的增加,IPN泡沫的热稳定性有所增加,添加OMMT对泡沫材料的阻燃性能有很大的提升。     

沙柳材在碳酸乙烯酯中液化的动力学研究

在以碳酸乙烯脂为液化剂、浓硫酸为催化剂的高温油浴加热下液化沙柳材。应用响应面方法(RSM)对沙柳材液化的工艺参数进行优化,并应用动力学模型探讨了不同温度下反应时间和沙柳液化率的关系。结果表明,沙柳材液化的最优工艺为液固比(液化剂)∶m(木粉)=4∶1,液化时间22min,反应温度160℃,催化剂用量4.5%。在此条件下,沙柳材液化率可达到91.03%;此外,沙柳材在碳酸乙烯脂中的反应为多级次的复杂反应,表观反应速率常数随着温度的升高而逐渐升高.活化能Ea=1.649×104 J·mo~(-1),指前因子A=4.137 1S~(-1)。根据过渡状态理论,活化自由焓△G、活化焓△H、活化熵△S的值随着反应温度的升高而改变,整个反应为吸热反应,在有外界能量输入的情况下,液化体系容易发生反应。     

三乙醇胺改性沙柳液化产物/异氰酸酯硬质泡沫材料研究

生物质多元醇液化产物与异氰酸酯等反应可制备硬质聚氨酯泡沫材料,而该类材料存在力学性能低、脆性大等缺点,使其应用领域受到限制.以沙柳多元醇液化产物为原料,与异氰酸酯(MDI)等共聚制备沙柳液化产物/异氰酸酯硬质泡沫材料(RPUF),研究添加不同质量分数交联剂三乙醇胺(TEOA)对RPUF物理力学、化学结构和热学特性的影响...     

我国县域竹材加工机械发展现状与对策-以福建省政和县为例

以福建省政和县为例，简述了县域竹材加工及其机械化发展现状，指出了存在的问题，提出了发展对策，可为我国县域竹材加工机械化产业升级提供参考。     

生物质聚氨酯硬质泡沫材料的发泡工艺及结构表征

为了研究沙柳液化产物和异氰酸酯混合发泡制备聚氨酯硬质泡沫材料的最佳发泡工艺,以沙柳液化产物和异氰酸酯为主要原料,纳米有机蒙脱土(OMMT)为形核剂,辛酸亚锡为催化剂,水为发泡剂进行发泡试验。探讨异氰酸酯、OMMT、辛酸亚锡和水的用量对泡沫材料表观密度和压缩强度的影响,并应用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、热重分析等手段对泡沫材料的结构特征进行表征。结果表明:影响发泡试验因素的主次顺序为催化剂、发泡剂、异氰酸酯、成核剂;在优化工艺条件下制得的泡沫材料的表观密度为0.094 g/cm3、压缩强度为0.416 MPa;适量的OMMT能够以插层和剥离态分散在泡沫材料中,显著提高其力学性能、热稳定性和阻燃性能。      

孔形态对沙柳/HDPE复合碎料板吸声性能的影响

以沙柳和高密度聚乙烯（HDPE）为主要原料，通过沙柳碎料和高密度聚乙烯均匀混合的方式，采用热压工艺制备沙柳/HDPE复合碎料板，使用驻波管法研究背腔深度0~50 mm、钻孔深度0~18 mm、钻孔直径0~5 mm和孔排列形式（圆形、正方形、米字形和无规则）对沙柳/HDPE复合碎料板在低频区域200~2 000 Hz范围内声学性能的影响机制。结果表明:1)随背腔深度增加，沙柳/HDPE碎料板与空气层组成的板/腔结构平均吸声系数和降噪系数均呈增大变化趋势，最小吸声系数频率由400 Hz降至315 Hz，吸声系数趋于稳定频率向低频区域移动；2)随钻孔深度增加，沙柳/HDPE复合碎料板平均吸声系数和降噪系数呈增大变化趋势，最小吸声系数频率向低频区域移动，吸声系数趋于稳定频率向低频区域移动；3)复合碎料板平均吸声系数和降噪系数随直径增加而增大，最小吸声系数频率向低频区域移动；4)孔排列形式对平均吸声系数和降噪系数性能影响不明显，正方形排列综合声学性能优于米字形、无规则和圆形排列。通过改变孔形态或调整背腔深度，可提高沙柳/HDPE复合碎料板吸声性能和调整吸声频段。     

沙柳试验削片机切削机构的设计

沙柳材在人造板制造中存在嫩梢切断困难,功率不匹配、削片质量不佳等问题。结合沙柳的特性,设计并生产了沙柳试验削片机切削机构,寻找适合沙柳削片的最佳切削参数。通过计算沙柳切削阻力矩,设计驱动电动机功率为22 k W,降低了功耗;采用鼓式削片机铣削方式削片,对刀辊进行飞轮设计,使生产能力达到5 m3/h,提高了生产效率;采用单因子试验方法计算6种切削角度下的削片合格率,确定了当切削角度为45°时削片合格率较高,合格率可达72.45%,提升了削片质量。不仅验证了机器设计的性能,也为后期切削速度、进料速度的测定试验和新型沙柳削片机的设计提供了理论依据。