玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的力学及降解性能研究

利用热压工艺制备得到了玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料,研究了玉米秸秆纤维的含量对复合材料力学及降解性能的影响。研究表明：随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的力学性能（拉伸强度、断裂伸长率）出现先增大后减小的变化趋势,在玉米秸秆纤维含量为10%时复合材料的断裂伸长率达到20.3%,复合材料的拉伸强度在玉米秸秆纤维含量13%时达到最大值24.38MPa;在降解120 d后,玉米秸秆纤维/聚乳酸复合材料的质量损失率变大,同时随着玉米秸秆纤维含量的增加,复合材料的质量损失逐渐变大,聚乳酸分子量的降低速度加快。     

竹质纤维-HDPE复合材料的力学和热性能研究

为评估造纸废弃竹屑增强高聚物制备竹塑复合材料的可行性,采用竹粉、竹屑、竹浆纤维、竹屑+ 竹浆纤维共 混4 种竹质纤维,分别以50%的质量比增强高密度聚乙烯(HDPE)制备竹质纤维-HDPE(竹塑)复合材料,并对比分 析了竹屑-HDPE 复合材料与其他3 种竹塑复合材料的力学和热性能。结果表明:与常规的竹粉-HDPE 复合材料相 比,竹屑-HDPE 复合材料有较好的拉伸性能,但是弯曲性能较差。其拉伸强度和模量分别比竹粉-HDPE 复合材料 提高了45.94%和114.09%;而弯曲强度和模量分别比竹粉-HDPE 复合材料降低了8.08% 和17.64%。竹屑- HDPE 复合材料有较好的热性能,与竹粉-HDPE 复合材料相比,其起始热分解温度提高了21.23 ℃,力学松弛峰 值温度提高了10.44 ℃。      

黄麻纤维的表面改性对其复合材料力学性能的影响

[目的]研究了不同改性方法对黄麻表面及其结晶态结构的改变对环氧树脂复合材料界面的影响。[方法]采用硅烷偶联剂KH560、钛酸酯偶联剂NDZ201、碱处理、轻度乙酰化、氰乙基化5种方法对黄麻纤维毡进行处理。并测试了其复合材料的拉伸和弯曲强度,通过SEM分析了黄麻/环氧树脂的拉伸断裂微观状态。[结果]5种改性方法均降低了黄麻的结晶度,提升了黄麻与环氧树脂的界面相容性,对复合材料的拉伸和弯曲强度均有不同程度的提高,KH560和碱处理对复合材料力学性能提升最为明显。[结论]该研究为黄麻纤维复合材料应用的扩大提供了依据。     

生物改性秸秆对模拟废水中天蓝A的吸附特性研究

[目的]研究生物改性秸秆对模拟废水中天蓝A的吸附特性。[方法]利用微生物代谢作用对水稻秸秆进行生物改性,并比较了改性前后的水稻秸秆对模拟废水中天蓝A的吸附特性。[结果]模拟废水中天蓝A浓度为100 mg/L时,吸附剂的最佳用量为10 g/L,最适反应pH为1～2。两种吸附剂均在35 min左右达到吸附平衡,且吸附过程符合拟二级动力学方程。生物改性秸秆和天然秸秆的吸附等温曲线与Freundlich方程和Langmuir方程的拟合均高度相符,对天蓝A的最大吸附量分别为15.80和13.17 mg/g,即改性后秸秆的最大吸附量提高了20%。[结论]利用生物改性方法提高秸秆对模拟废水中染料的吸附性能,具有经济环保、简单高效的优点,有较高的研究价值和应用前景。     

玉米秸秆粉体/聚乙烯复合材料的制备及性能

研究利用玉米秸秆粉体作为增强材料与聚乙烯(PE)通过挤出成型制备玉米秸秆粉体/PE复合材料的可行性,并考查了玉米秸秆粉体添加量及其尺寸对复合材料力学性能的影响。结果表明:随玉米秸秆粉体添加量的增加,玉米秸秆粉体/PE复合材料的拉伸强度、拉伸模量呈先升后降趋势,弯曲模量逐渐增大,冲击强度则逐渐减小;当玉米秸秆粉体添加量为50%时,复合材料的综合力学性能最佳。此外,玉米秸秆粉体/PE复合材料的力学性能随玉米秸秆粉体长径比的增大而增强;在考查范围内,添加40目h(粒径)≤60目玉米秸秆粉体复合材料的力学性能最好。电镜结果显示添加20目h≤40目玉米秸秆粉体/PE复合材料粉体在基体中分布不均,断面形貌最差,而添加40目h≤60目玉米秸秆粉体复合材料的断面形貌最佳。     

柠条纤维基轻质复合材料制备工艺及性能研究

为了获得轻质高强的复合材料,本文以沙生灌木（柠条）纤维为原料,以粗异氰酸酯为胶粘剂,以十二烷基磺酸钠为发泡剂,采用聚合物发泡技术与人造板工艺技术结合制备轻质复合材料,通过发泡手段使材料密度降低的同时提高材料的物理力学性能。重点研究发泡对复合材料力学性能的影响。研究结果表明：对生物质纤维基复合材料进行发泡可以有效提高材料的物理力学性能。经方差和极差分析知,本研究F值的最佳工艺条件为：施胶量为25%,发泡剂加量10%、复合温度165℃、复合时间40 s/mm。     

预处理方法对玉米秸秆人造板性能的影响

采用HCl、NaOH、热水、羧甲基纤维素钠(CMC)及果胶对玉米秸秆进行预处理,并通过热压法制备轻质玉米秸秆人造板,研究单一预处理和复合预处理对玉米秸秆表面润湿性、表面微观形貌、热稳定性以及板材力学性能的影响。结果表明:各个单一预处理条件均能降低玉米秸秆纤维与水的接触角,预处理后玉米秸秆束外皮表层形貌由平滑变为粗糙,表层破裂脱落,表面硅元素质量分数明显下降,NaOH处理对玉米秸秆表面润湿性改善最佳。热稳定性分析表明:在热压温度150 ℃下,预处理玉米秸秆纤维结构稳定,无明显热分解趋势。各个预处理条件均能改善玉米秸秆人造板的力学强度,复合预处理条件不能在单一预处理的基础上进一步提高板材的力学性能。HCl、NaOH及水热预处理会减弱玉米秸秆纤维结构强度,使得秸秆纤维结构强度对人造板力学性能的影响大于界面胶合强度。水热处理后秸秆人造板力学性能改善最明显,IB值提高了700.0%,MOR值提高了112.5%,MOE值提高了87.5%。      

油菜秸秆纤维混凝土抗冻性能的试验研究

将处理后的油菜秸秆纤维切成10 ~ 15 mm、>15 ~ 20 mm、>20 ~ 25 mm、>25 ~ 30 mm等4种长度,以体积掺量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%掺入混凝土中,进行冻融循环试验,观察油菜秸秆纤维混凝土冻融循环25、50、75、100次的表观形貌,测定其质量和动弹性模量,研究油菜秸秆纤维长度和体积掺量对混凝土抗冻性能的影响,并对油菜秸秆纤维混凝土的使用寿命进行预测。结果表明：当油菜秸秆纤维长度>15 ~ 20 mm、体积掺量为0.2%时,混凝土的抗剥落能力最强,冻融循环100次后,其相对动弹性模量最大,为93.1%,较普通混凝土的提高34.4%,抗冻性能最佳;威布尔分布模型和一元二次函数模型均能较好地反映油菜秸秆纤维混凝土的冻融损伤过程,一元二次函数模型的拟合精度均大于0.98;仅考虑冻融劣化作用,抗冻性能最佳组的油菜秸秆纤维混凝土的使用寿命约为普通混凝土的2.4倍,在哈尔滨使用寿命可达16.7 a、拉萨可达17.3 a、石家庄可达36.7 a、长沙可达136.1 a、上海可达189.3 a。     

秸秆生物气化预处理技术

秸秆作为一种可再生能源,其生物气化利用为解决能源问题提供了一个新的途径。预处理是秸秆生物气化中一个非常重要的环节,该文介绍了秸秆中木质纤维素的结构和目前秸秆生物气化预处理常用的几种方法。     

生物预处理耦合湿法储存对玉米秸秆产沼气性能的影响

秸秆储存是确保秸秆沼气工程原料稳定供应的有效手段,预处理是提高秸秆沼气化利用效率的有效方法。为促进秸秆沼气化利用,以玉米秸秆为研究对象,在短期浸泡、长期厌氧两种湿法储存过程中,分别添加沼液、牛粪、菌剂进行生物预处理,对比分析玉米秸秆成分和沼气产气性能的变化。结果表明,生物预处理耦合湿法储存,能有效提高玉米秸秆产沼气性能。当短期浸泡预处理储存时,随储存时间推移,各试验组纤维素、半纤维素含量逐渐降低,TS产气率逐渐提升;其中菌剂组产沼气性能最佳,储存20 d后TS产气率最高,达492.6 m³·t^-1,比对照组高18.78%。当长期厌氧预处理储存时,各试验组纤维素、半纤维素在储存前60 d降解较快、后期降解缓慢,TS产气率呈现先升后降的趋势,其中菌剂组产沼气性能最佳,TS产气率在第60天达到最高值522.1 m³·t^-1,较对照组增长60.89%;而沼液组、牛粪组TS产气率分别从第50天、第180天后低于对照组。因此,在秸秆沼气工程运行过程中,可结合实际情况选择合适的预处理储存方式,提高秸秆TS产气率。     

PVA/丝片化稻草复合材料的制备及其性能测定

[目的]探讨稻草基复合材料的制备工艺,优化稻草处理方法,提高复合材料的力学性能.[方法]将稻草裁剪为1.5±0.1 cm的稻草段,通过搅拌剪切方式将其转化为丝片,筛除其中产生的粉末,然后将比例不同的稻草丝片和聚乙烯醇(PVA)混匀,加水定重至30g,装入不锈钢模具(125 mm×125 mm×2 mm)进行热压,冷却至室温后脱模,测其性能.[结果]复合材料的拉伸强度随PVA用量、热压温度及热压时间的增加呈先增加后减小的变化趋势,当PVA的含量为40%,在150℃热压10 min时,复合材料拉伸强度达到了7.45 MPa.[结论]丝片化稻草可作为制备稻草基复合材料,利用热压法制备复合材料,工艺简洁,复合材料的硬度受制备工艺影响较小.     

我国植物纤维复合材料的发展现状及展望

综述了近年来我国植物纤维复合材料的发展现状及特点,并根据基体材料和增强体材料进行初步分类。简要概括了植物纤维复合材料的应用领域,总结了我国植物纤维复合材料的发展趋势。     

农作物秸秆纤维提取技术研究进展

农业废弃物的高值化利用有助于缓解资源约束、减少环境污染。秸秆纤维素是细胞壁中最主要的物质,与木质素和半纤维素稳定嵌套,难以分离。因此,秸秆有效组分分离提取是实现其高值化利用的基础和关键。本文对秸秆中纤维微观结构、形成机制及理化性质进行深入阐述,介绍了提取纤维素的多种技术,并对纤维素分离原理与优缺点进行了凝练。针对现有技术壁垒及局限性,展望秸秆纤维分离、提取及纯化等的研究领域和发展方向,以期为探索出高效绿色环保的工艺技术,实现秸秆纤维素的高值化利用奠定基础。     

秸秆纤维水泥基材料的性能试验研究

为了缓解我国的能源危机且减轻过剩废弃农作物秸秆资源带来的环境压力,通过试验对环保节能型秸秆纤维水泥基材料的性能进行研究。结果表明,通过对秸秆纤维进行处理及降低水泥基材料的碱性,有效改善了秸秆纤维的增强效果,使秸秆纤维水泥基材料的韧性得以明显提高,具有较好的力学性能。     

秸秆纤维制取机配套强制喂料装置的优化设计及试验

为辅助秸秆纤维制取机高效制取秸秆粗纤维,解决喂料过程中因人工劳动强度大、喂料不连续造成粗纤维加工质量下降等问题,设计竖直向下螺旋强制喂料装置。在喂料装置结构及工作原理分析基础上,以秸秆长度、螺旋轴转速和秸秆含水率为试验因素,以输送量为评价指标,采用3因素5水平二次正交旋转中心组合方法实施试验。结果表明,(1)各因素对大豆秸秆输送量贡献率主次关系为:秸秆长度、螺旋轴转速、秸秆含水率;(2)当参数组合为秸秆长度60~120 mm、螺旋轴转速160 r·min-1、秸秆含水率78%~90%时,满足纤维制取机1 000 kg·h~(-1)喂入量要求。研究为D200型桔杆纤维制取机高效生产优质纤维奠定基础。     

农作物秸秆资源回收物流网络建设

加快建设农作物秸秆资源回收物流网络,提高秸秆回收物流效率,降低秸秆利用成本,是秸秆生物质能产业化发展的重要前提.在调研秸秆资源回收流程基础上,创新性提出秸秆回收物流网络概念和属性,分析秸秆回收物流网络设计思路,设计出秸秆回收物流模式和网络拓扑结构,从基础设施、组织网络、信息平台层面提出秸秆回收物流网络建设和运营策略.     

壳聚糖复合膜对草菇保鲜效果的研究

以壳聚糖、海藻酸钠和大豆分离蛋白为涂膜材料,按照L9(34)正交试验制作了不同含量配比的复合膜涂膜草菇,在15℃条件下对草菇进行保鲜研究.结果表明,壳聚糖复合膜的膜特性良好,可有效保持草菇的感官质量,降低失重率,减少可溶性固形物(SSC)、可滴定酸(TA)及Vc含量的损失.壳聚糖的保鲜效果达到显著水平(P<0.05),壳聚糖复合膜的最佳配比为1.0%的壳聚糖、5.0%的大豆分离蛋白、0.6%的海藻酸钠.     

玉米秸秆饮料营养成分与生产工艺流程研究

为了生产秸秆饮料和开发生产工艺,以渝单8号玉米为试验材料,分析该玉米品种在拔节期、抽雄期、抽丝期和乳熟期时的秸秆出汁率、生产量和秸秆汁中的糖类、氨基酸及维牛素C等营养成分含量,经比较发现在玉米抽雄期时利用其秸秆汁生产饮料不仅产量高,而且营养丰富、全价;进而研发了生产玉米秸秆饮料的工艺流程和较佳配方,并提出了食品评价指标等.