魔芋粉-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的流变模型

为了拓宽魔芋粉的应用领域,开发环境友好型木材胶黏剂,并更准确地把握该胶在胶合板生产中的工艺参数,该文在前期葡甘聚糖-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的胶合机理、微观结构表征和流变特性的研究基础上,通过TA流变仪的扫描测试进一步研究了该共混胶黏剂的流变模型。首先对胶黏剂分别进行动态温度扫描和等温时间扫描曲线分析,接着进行稳态和动态流变曲线分析建立了复数黏度与剪切黏度的对应关系,然后根据Dual-Arrhenius方程建立了复合胶黏剂的化学流变模型,最后对胶黏剂的黏度和工艺条件进行了预测。结果表明:通过动态温度扫描曲线分析,温度较低时,复数黏度缓慢下降;从玻璃化温度到凝胶化温度,复数黏度迅速下降;从凝胶化温度到160℃左右,复数黏度出现平台区;160℃以上复数黏度急剧增大;通过等温时间扫描曲线分析得到随着温度的升高,反应速率加快,温度越高固化增黏时间越短;通过对比稳态和动态流变曲线,验证了Cox-Merz定律对于该胶的有效性;100~160℃时胶黏剂体系的相对黏度特性符合Dual-Arrhenius黏度方程;该模型与测试结果吻合性较好,利用该模型可以预测胶合板热压工艺所需要的工艺参数,并能动态模拟整个热压工艺过程中的黏度变化;综合得出在160℃附近黏度急剧上升,黏度随时间延长增加,理想的加压时机是温度升至130℃后保温15~20 min。该研究成果为胶黏剂固化工艺条件的确定提供了理论依据。     

魔芋粉-壳聚糖-聚乙烯醇共混胶黏剂的结构表征

为了拓宽魔芋粉的应用领域,开发环境友好型木材胶黏剂,在前期研究基础上,笔者进一步探讨了胶黏剂的胶合机理和工业化的可行性：通过红外光谱(FTIR)对共混胶的分子间的相互作用以及胶接界面进行了微观结构分析;借助X-射线衍射(XRD)辅助探讨了葡甘聚糖(KGM)、壳聚糖(CA)、聚乙烯醇(PVA)3种纯物质和三元共混胶黏剂的微观结构中官能团的变化;同时利用原子力显微镜(AFM)直观的观察分析胶膜结构,揭示了三元共混胶黏剂的胶合机理;经过成本估算并与市售胶黏剂比较,对其应用于工业生产进行了可行性分析。结果表明：FTIR和XRD分析发现3种高分子之间存在着氢键等强烈的相互作用,并且发现胶黏剂中的活性基团与杨木中的纤维素和半纤维素上的羟基发生了作用,从而得到胶黏剂与界面之间也有强烈作用;AFM分析表明通过PVA的加入,明显改善了以前的双螺旋结构,因此也有效地提高了耐水性能;前景分析表明该胶具有易于形成工业化生产的特点,其制备工艺与白乳胶相似,能够适应白乳胶的生产设备。以上研究结果为探索生物质环保胶黏剂提供了参考。     

改性豆胶胶合板热压工艺优化及固化机理分析

为了减少含甲醛胶黏剂和推广环境友好型胶黏剂在胶合板中的应用,该文对脱脂豆粉进行改性后制成具有耐水性的大豆胶黏剂,用于生产胶合板,分析了热压工艺对胶合板性能的影响;并辅以仪器分析结果阐述改性豆胶的固化机理。结果表明,热压工艺的影响因素大小排序为热压温度>热压压力>热压时间;较佳热压工艺为:140℃、1.0MPa和4.69min,胶合板的耐水胶合强度(0.91MPa)符合国家标准GB/T9846-2004中Ⅱ类胶合板的要求(≥0.80MPa)。傅里叶变换红外光谱分析表明,固化后的改性豆胶亲水性基团减少,酰胺键有所增加;豆胶在固化过程中内部基团发生反应,形成交联。X-射线光电子能谱分析表明,改性豆胶固化过程不仅发生酰胺化反应,还发生胺化作用,使豆胶交联成体型结构。热重-微分热重分析表明,升温至140～150℃时,豆胶的吸附水和官能团间缩合反应产生的水分蒸发完毕,豆胶完全固化;继续升温,豆胶发生热分解。该研究可为豆胶的工业化应用提供参考。     

异氰酸酯改性大豆油基木材胶黏剂的制备与性能

环氧大豆油丙烯酸酯（Acrylated Epoxidized Soybean Oil, AESO）具有原料来源丰富、环境友好、耐水性好等优点,以AESO为原料制备新型无醛木材胶黏剂是降低当前甲醛系胶黏剂用量的重要途径。针对AESO同时含双键、羟基和环氧基的结构特点,以六亚甲基二异氰酸酯（Hexamethylene Diisocyanate, HDI）为改性剂、过氧化苯甲酸叔丁酯为自由基引发剂,制备了改性大豆油基木材胶黏剂及其杨木胶合板材,分析了胶黏剂的化学结构、流变性、固化行为、胶合机理及其对胶合板物理力学性能的影响。结果表明：HDI改性后的胶黏剂具有更高的交联密度、内聚力和胶接力,其杨木胶合板的耐水胶合强度可达1.18 MPa;HDI可与AESO的羟基、环氧基反应生成氨基甲酸酯结构,同时HDI的加入降低了AESO树脂的黏度和最大固化温度,提高了胶黏剂的加工性能;HDI改性显著提高胶合板的物理力学性能（P<0.05）,当HDI与AESO的质量比为1∶9时,胶合板的横向静曲强度和弹性模量分别为57.6和5 920 MPa,且板材在120°C下2 h不开裂。该研究为以生物质大豆油为原料制备无醛胶黏剂提供了一种可行路径,有利于木材工业的绿色与可持续发展。     

用大豆制备环保型木材胶粘剂的研究

采用分阶段、多种改性剂联用的方法提高大豆基木材胶粘剂的耐水胶合强度。试验结果表明：多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）的用量和豆粉浓度对耐水胶合强度的影响较显著,最佳大豆粉的改性方案为：豆粉浓度21％、十二烷基硫酸钠浓度（SDS）1．0％、脲浓度1．5mol&#183;L^-1、乙酸酐用量1．2％、PAPI用量为20％。对复合改性大豆基木材胶进行压板工艺探讨的结果显示：热压温度对耐水胶合强度的影响较显著,最佳压板工艺为：热压温度140℃,单位压力1．2MPa,热压时间1．0min&#183;mm^-1。按最佳制胶方案和压板工艺进行重复压板试验,获得复合改性大豆基木材胶粘剂的平均耐水胶合强度为0．94MPa,达到II类胶水平,可代替脲醛树脂胶使用。复合改性大豆基木材胶无游离甲醛释放,无毒环保,具有很好的社会效益和生态效益。红外光谱进一步验证了多阶段复合改性的大豆基木材胶粘剂耐水胶合强度的增强机理。     

基于改性大豆蛋白胶黏剂的竹刨花板性能

为了开发生物质胶黏剂及环境友好型竹刨花板,研究了基于十二烷基硫酸钠改性的大豆蛋白胶黏剂施胶量对竹刨花板物理力学性能的影响,结果表明,大豆蛋白胶黏剂的较佳施胶量为13%。通过响应曲面设计研究了热压温度、热压时间和板坯含水率对竹刨花板的力学性能及耐水性的影响,得到最优工艺参数条件为:热压温度175℃,热压时间8.5min,板坯含水率26.0%,在此条件下,静曲强度达16.8MPa,内结合强度达0.65MPa,吸水厚度膨胀率达6.7%。实验室测得竹刨花板物理力学性能指标均达到国家标准。     

玄武岩纤维改性大豆蛋白胶黏剂性能及胶合机理

为提高大豆蛋白胶黏剂的胶合强度,开发环境友好型木材用生物质胶黏剂,采用玄武岩纤维(basalt fiber,BF)作为增强改性剂,成功制备了胶接性能优良的玄武岩纤维改性大豆蛋白胶黏剂(basalt fiber/soybean protein isolate adhesive,BF/SPIA),并对BF/SPI的胶接强度、流变特性、化学基团及形态结构进行了分析。研究结果表明:随着玄武岩纤维用量的逐步提高,改性大豆蛋白胶黏剂的力学强度呈先增加后下降的趋势。当BF质量分数为5%时,BF/SPIA干、湿状胶接强度分别达2.15和0.92 MPa。流变特性测试结果表明BF/SPI胶黏剂的剪切模量有所增加;傅里叶红外光谱(fourier infrared spectrum,FTIR)显示出改性大豆蛋白胶黏剂中亲水基团降低,Si—O键特征峰明显,BF与大豆蛋白分子间相互作用,形成新的复合结构;扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)图谱印证了BF与SPAI两相体系融合性良好,且固化胶接界面较为致密。中试试验结果进一步表明玄武岩纤维改性大豆蛋白胶黏剂具有良好的稳定性,其湿状胶接强度可高达1.05 MPa,木材压缩率仅14.92%,实用性较强。该研究可为改性大豆蛋白胶黏剂的工业化应用及推动环保木材胶黏剂的应用进程提供理论参考。     

淀粉基聚酯型耐水性木材胶粘剂(英)

从高光效的谷物作物玉米中很容易分离出的淀粉适合作为绿色化学工业的可再牛原料.该文介绍一种聚酯型耐水性无甲醛玉米淀粉基木材胶粘剂制作工艺.该工艺包括了4个步骤:1)玉米淀粉硫酸固相氧化制备氧化淀粉;2)氧化淀粉常压快速液化制备高反应活性淀粉基多元醇;3)高活性淀粉基多元醇与等当鼍多兀酸(酸酐)混合和部分酯化交联;4)经过预酯化的产物用无水乙醇稀释使之成为可喷雾施胶的聚酯型木材胶粘剂.使用该新型木材胶粘剂所制备的杨木胶合板的胶合强度和耐水性能可以达到国标Ⅰ类板的要求.该文报道了硫酸的质量分数、氧化反应温度和时间;液化剂与氧化淀粉质量比、液化反应温度和时间、交联剂的羧基与多元醇羟基的当量比等加工工艺参数以及施胶量、热压温度、压力、热压时间等使用技术参数对用该种聚酯型木材胶粘剂制备的杨木胶合板的胶合强度和耐水性的影响.     

无醛无毒防火秸秆人造板的制备与性能试验

针对目前市场秸秆人造板物理机械性能差,不能完全解决甲醛含量等问题,该研究采用Mg SO4、Mg CO3、活性硅和ALSi O4等做成无机胶凝材料,采用豆胶与改性异氰酸酯(diphenylmethane diisocyanate,MDI)制成有机胶凝材料,无机胶凝材料与有机胶凝材料混合制成胶黏剂。秸秆物料热重分析和秸秆板显微结构观察表明,胶黏剂对提高秸秆板的性能指标具有显著影响。通过五因素四水平L16(45)正交试验优化秸秆人造板的热压工艺,获得最佳工艺条件为:无机胶凝材料与有机胶凝材料质量比为4:1,胶黏剂添加量与秸秆物料质量比为0.65:0.35(固体有效成分在秸秆人造板中质量分数为35%),热压时间3 min,热压温度为100~120℃,热压压力80 MPa。试验研究表明:热压压力、胶黏剂中无机胶凝材料的比例和胶黏剂添加量是影响秸秆板性能的重要因素,最佳工艺组合下生产的秸秆板各项指标均达到中密度纤维板的国家标准,该研究对中国秸秆资源的开发利用和人造板的生产具有重要的参考意义。     

木质素-苯酚-甲醛树脂胶黏剂的性能与合成机理

为了降低酚醛树脂的制备成本,该研究分别以30%、40%和50%碱木质素部分替代苯酚合成木质素-苯酚-甲醛（Lignin-Phenol-Formaldehyde, LPF）树脂胶黏剂,主要研究了其替代比对LPF树脂胶合性能、固化性能和热稳定的影响,同时探讨了LPF合成机理。结果表明：1）LPF树脂具有透明度低、固体含量大、游离甲醛较低、黏度大导致活性期短和施胶困难的特点。2）LPF制备的胶合板胶合强度随碱木质素增加呈先增加后减小的趋势,但均高于PF树脂,碱木质素取代苯酚量最大可达50%。3）DSC分析表明LPF树脂固化温度高,且随碱木质素添加量增加而升高。4）碱木质素加量过高或过低都会影响LPF的热稳定性,为40%时的热稳定性高于PF树脂。5）碱性条件下,无论是以苯酚、木质素酚环还是木质素侧链为反应起点合成LPF,羟甲基苯酚经E1cb反应机理形成亚甲基共轭结构,是合成LPF的关键。该研究工作的开展可为LPF合成工艺改进和实际应用提供进一步的科学指导。     

Author Index - Volumes 125-132 (2001)

Water, Air, &; Soil Pollution -     

紫苏新品系2012-8-1选育报告

紫苏新品系陇苏2012-8-1是甘肃省农业科学院生物技术研究所在对紫苏种质鉴定及品种优选的基础上,利用多代集团混合选择技术,经过连续5 a选育而成。2016 — 2017年参加甘肃省多点区域试验,2 a 10点(次)平均折合产量为3 117.15 kg/hm2,较对照品种陇苏1号增产18.57%。该品系生育期158 d,平均株高168.1 cm,籽粒灰褐色,千粒重3.59 g,单株产量74.81 g。田间表现丰产性、稳产性好,抗病性强。籽粒α-亚麻酸含量58.35%,含油44.66%,饱和脂肪酸含量19.45%,不饱和脂肪酸含量78.56%,品质优良。适宜在甘肃省庆阳、平凉、天水等半干旱山区及其同类地区种植。     

土壤—景观定量模型研究进展

传统土壤调查和制图建立在调查者经验思维基础上,目前对高精度土壤信息的大量需求对传统技巧性土壤调查方式提出了挑战,量化的土壤———景观模型日益受到土壤科学家的重视。近十年内世界各国开展了大量研究,试图将数字地形分析,GIS技术和土壤调查技术相结合,通过对景观信息的分析预测土壤信息。本文简要阐述土壤景观模型的基本原理和定义,对线性回归、回归树、判别分析、模糊聚类、地统计学、模糊推理和规则网络等模型的研究进展进行总结。在此基础上讨论了模型的发展方向和应用前景。     

土壤氮矿化-固持周转(MIT)研究进展

土壤氮矿化-固持周转(MIT)过程与土壤供氮力及氮素损失间存在密切关系。本文概述了近年来MIT过程的研究方法及其相应的模型;对土壤温度、土壤水分、土壤理化性质、植物生长状况以及有机、无机肥的施用等影响MIT过程的主要因素进行了较详尽地阐述,并展望了今后主要的研究方向。