磺化麦草碱木质素的结构特征及其作为混凝土减水剂的性能

研究了碱法制浆副产物麦草碱木质素的磺化产品磺化碱木质素(SWSL)作为混凝土减水剂使用的性能,掺量(相时于水泥的质量分数,下同)为0.25%时,掺SWSL的混凝土减水率达13.5%,较掺木质素磺酸钙(CLS)的(10.2%)高,混凝土3天和7天龄期抗压强度比仅为113%和105%,较掺CLS的(134%和125%)低.SWSL在水泥浆碱性溶液中具有较好起泡性和泡沫稳定性,有较高的减水率,但泡径较粗且分布不均匀,最大泡径为2 mm,导致硬化砂浆密度减小,孔径小于0.01 mm的气孔比例相对较少,孔径在0.01～0.05 mm范围的较多,抗压强度下降.SWSL的磺化度为1.1 mmol/g,重均相对分子质量(MW)为4 424,较木钙(11 370)低.较低的磺化度使SWSL的分散性能比木钙差.     

麦草碱性亚硫酸盐制浆生物炼制的研究(I) ——深度脱木质素及木质素磺化特性

提出了非木材木质纤维生物质碱性亚硫酸盐制浆(ASP)生物炼制的理念,研究了总用碱量、亚硫酸化度、温度和时间对麦草碱性亚硫酸盐法蒸煮深度脱木质素特性和木质素磺化的影响。结果表明:麦草ASP法具有高的深度脱木质素选择性;深度脱木质素延伸与木质素磺化度提高具有一致性;总用碱量、亚硫酸化度、最高温度和保温时间对深度脱木质素选择性和木质素磺化度都有重要的影响;在总碱用量18.0%,亚硫酸化度85.0%,液比值3.5,最高温度168℃,保温150 min的条件下,可制得卡伯值8.8,得率56.8%,黏度为33.3 mPa.s的优良纸浆,此时黑液中磺化木质素磺酸基含量达2.16 mmol/g(以固形物计)。从深度脱木质素选择性、木质素磺化和纸浆基本特性考虑,麦草ASP法具有制浆生物炼制的前景。     

造纸黑液磺化改性及改性产物性能研究

采取了先提木质素再将木质素磺化的方案进行造纸黑液的磺化,由分段正交试验(先羟甲基化再磺化)确定最佳磺化工艺,制备出磺化木质素.利用红外光谱表征产物,并测定了产物的磺化度、净浆流动度和重均分子质量(Mw).最佳磺化工艺:酸析木质素4 g,水40 g,甲醛溶液5 g,pH值11,75℃下反应2h,再调pH值为7,加亚硫酸钠2 g于140℃下反应4h,所得磺化木质素的净浆流动度为232 mm.红外分析表明磺化木质素中引入了较多的磺酸基;磺化木质素的磺化度为0.821 mmol/g,Mw为22.97 ku,均优于市售木质素磺酸钠,从而导致水灰比值0.35时其净浆流动度亦优于同掺量下的木钠.     

木质素磺酸钠与聚羧酸减水剂复配研究

通过氧化、磺甲基化改性造纸黑液制取木质素磺酸钠(SLS),磺化度为1.023 7 mmol/L,重均相对分子质量(M_w)为26 320;将SLS与聚羧酸高效减水剂(PCE)按一定比例复配制备复合减水剂,SLS质量分数为10%、20%、30%和40%时,分别制得复合减水剂BPCE1~BPCE4。复合减水剂对水泥颗粒表面吸附层厚度和水泥浆Zeta电位分析表明:吸附层厚度随SLS质量分数增加而增加,水泥浆Zeta电位在SLS质量分数为20%时显示出绝对值最大。采用复配木质素磺酸钠的复合聚羧酸减水剂制备混凝土,复合减水剂掺量0.18%、SLS总掺量1%。通过净浆流动度、胶砂流动度、泌水率、减水率、混凝土抗压强度等指标对复合减水剂进行综合性能分析。结果表明:含20%SLS的复合聚羧酸减水剂BPCE2减水剂综合性能最佳。     

基于UFC-木质素磺酸钠改性脲醛树脂的合成与表征

脲醛预缩液(UFC)与尿素合成脲醛树脂(UFC/U),在合成工艺"t_1(碱性)—t_2(酸性)—t_3(碱性)"三个时刻添加木质素磺酸钠(SL)得到改性脲醛树脂(SLUF),借助非等温差示扫描量热分析法(DSC)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对树脂进行研究。结果表明:1) SLUF_(1-10)树脂综合性能较优,游离甲醛和羟甲基含量分别为0.17%、4.04%,贮存期为40 d(25℃),湿强度为1.10 MPa,高于国家II类胶合板湿强度;2) SLUF_(1-10)树脂中木质素磺酸钠参与了UFC/U的树脂化反应,且SLUF_(1-10)(加NH_4Cl)树脂易形成交联结构而固化;3)UFC/U树脂羟甲基化更完全,亚甲基醚键增多;SLUF_(1-10)羟甲基含量和亚甲基醚键减少。     

麦草亚铵法黑液的超滤研究

研究了超滤技术处理麦草蒽醌-亚硫酸铵(麦草亚铵)法黑液的规律,探讨了超滤膜的选择、温度、压力等操作参数对超滤过程的影响.研究表明:截留分子质量为10ku的聚醚砜(PES)超滤膜较适合于分离此黑液,并具有较好的抗污染性;在操作压力0.20MPa、温度25℃下进行超滤,随着体积减少量( V R)的增加,灰分的透过率增加,截留液被浓缩.对超滤处理前后的黑液进行物化性能的对比研究表明:超滤后截留液中的木质素高相对分子质量( M r)部分比例增加;截留液中的磺酸基、羧基和酚羟基的含量均比黑液中的高;组成与结构上的变化对物化性能的影响表现在:净浆流动度提高了45.7%,即通过超滤能增强黑液的应用性能.     

垃圾焚烧飞灰制备透水砖及其影响因素研究

为响应我国建设无废城市号召建设海绵城市,以垃圾焚烧飞灰替代部分胶凝材料与矿渣、偏高岭土、脱硫石膏与钢渣、碎石为骨料采用冷固法制备了环保透水砖,分析了粗细骨料体积比、颗粒级配、水胶比、飞灰参量等因素对透水砖性能的影响。结果表明：最佳的工艺参数为粗细骨料体积比为1.4、颗粒级配为DP3(钢渣细骨料2.36～4.75 mm、粗骨料粒径4.75～9.5 mm)、水胶比为0.26、飞灰参量为20%在4 MPa压力下成型其透水系数3.93 cm²/s、抗压强度32.53 MPa、抗折强度可达4.01 MPa,满足相关标准要求,将飞灰替代部分水泥制备透水砖,不仅可以减少资源浪费,还能降低环境污染。     

杉木人工林3个目测等级规格材的力学性质

对596根横截面尺寸为45mm×90mm的杉木人工林3种规格材(目测等级SS,No.1,No.2)抗弯、抗拉、抗压力学性质进行测试。结果表明:3个等级的弹性模量(MOE)、抗弯强度(MOR)、抗拉强度(UTS)及抗压强度(UCS)平均值从SS等级到No.2等级的变化呈V形,No.1等级的各项力学指标平均值略低于No.2等级;5%分位值(除MOE值外)从SS等级到No.2等级都呈下降趋势;不同目测等级的MOR,UTS,UCS值在0.01水平差异极显著,弹性模量与强度及各强度之间都存在较好的相关性。此外,当试件数量较少时,选择相同弹性模量范围内的强度平均值能较好地反映人工林杉木规格材弯曲强度、拉伸强度及压缩强度间的定量关系。     

基于电子自旋共振和拉曼光谱技术的榛子油氧化特性探析与评价

【目的】研究榛子油氧化过程中的品质变化规律、自由基产生规律以及油脂内部分子结构的变化,揭示榛子油氧化特性,为榛子油品质检测与货架期预测提供重要的理论依据和技术支持。【方法】以平欧杂种榛主栽品种‘达维’为试验材料,采用60℃烘箱法进行榛子油加速氧化试验,测定榛子油在氧化过程中过氧化值(POV)、p-茴香胺值(AV)、总氧化值(TV)、共轭二烯值、脂肪酸相对含量、总类胡萝卜素含量、自由基相对含量和分子内部结构的变化规律,并对各指标进行相关性分析。【结果】榛子油氧化过程中,POV、AV、TV和共轭二烯值的初始值分别为6. 22 meq·kg~(-1)、0. 31、12. 75和0. 12,加速氧化40天后分别显著增加至370. 47 meq·kg~(-1)、25. 91、766. 85和3. 48,饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸相对含量分别从5. 96%、93. 69%变化至6. 35%、93. 20%,自由基相对含量从8. 41快速增加至28. 09;榛子油中总类胡萝卜素氧化30天时含量为0;拉曼光谱中类胡萝素1 158和1 524 cm~(-1)特征峰强度变化与总类胡萝卜素含量的变化趋势保持一致;拉曼相对强度I_(972 cm~(-1))/I_(1 441 cm~(-1))、I_(1 268 cm~(-1))/I_(1 441 cm~(-1))、I_(1 158 cm~(-1))/I_(1 441 cm~(-1))和I_(1 524 cm~(-1))/I_(1 441 cm~(-1))均与不饱和度呈正相关。【结论】榛子油氧化大致分为3个阶段,即初始缓慢氧化阶段、中间快速氧化阶段和后期深度氧化阶段,综合4个常规氧化指标(POV、AV、TV和共轭二烯值)可以很好评价榛子油的氧化程度;类胡萝卜素是榛子油色泽的主要贡献因子,与榛子油氧化程度密切相关;自由基相对含量、拉曼光谱特征峰强度和总类胡萝卜素含量指标与常规氧化指标具有极显著相关性,证明电子自旋共振和拉曼光谱技术可用于评价榛子油的氧化程度;电子自旋共振和拉曼光谱技术作为传统油质氧化评价方法的补充或替代具有很大潜力,可为油脂品质快速检测提供新方法。     

硅溶胶与GU/GMU树脂复合改性橡胶木的性能

【目的】采用硅溶胶与乙二醛-尿素(GU)/乙二醛-三聚氰胺-尿素(GMU)树脂混合溶液浸渍处理橡胶木,探究改性剂种类和浓度对橡胶木物理力学性能和热稳定性的影响,以扩大橡胶木的应用范围,提升橡胶木的附加值。【方法】以乙二醛、三聚氰胺和尿素为主要原料,分别合成GU、GMU树脂,与硅溶胶以不同比例配制成均一稳定的水溶性混合溶液。采用混合溶液浸渍处理橡胶木,并与硅溶胶改性橡胶木的增重率、尺寸稳定性和力学性能进行比较,通过热重(TG)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和场发射扫描电子显微镜-X射线能谱仪(FESEM-EDS)等手段,分析改性材的热性能、化学分子结构变化和微观构造。【结果】1)混合溶液改性材的增重率和尺寸稳定性随改性剂浓度增加而增大,当改性剂浓度相同时,S-GMU改性材的增重率和尺寸稳定性优于S-GU改性材; S-20%GMU改性材的增重率(28.32%)和抗胀缩率(42.02%)最大,相比S-20%GU改性材分别提高16.98%和14.40%。2)混合溶液改性材的抗弯强度随增重率增大而增加,S-20%GMU改性材的抗弯强度(114.96 MPa)相比S-20%GU改性材提高11.97%,弹性模量变化不大。3) S-GMU混合溶液起到稳定木材残留物的作用,S-GMU改性材热稳定性增强,S-20%GMU改性材残灰率分别是素材、硅溶胶改性材和S-20%GU改性材的5.25、1.20和1.12倍。4) S-GMU改性材在470 cm~(-1)和1 110 cm~(-1)附近出现Si—O—Si键和C—O—C醚键,说明硅溶胶和GMU树脂能够进入木材;同时,改性材在1 656 cm~(-1)和1 510 cm~(-1)处波峰强度下降,说明改性材的木质素和碳水化合物发生一定程度降解,其中S-20%GMU改性材降解程度最低。5)改性剂成功渗透并沉积在木材细胞腔和细胞壁中,S-20%GMU改性材中Si元素较多,Si元素与混合溶液分布均匀,改性剂浸渍效果更好; S-20%GMU改性材中N元素含量增多,说明GMU树脂能够进入木材。【结论】1)硅溶胶与GU/GMU树脂混合溶液浸渍处理橡胶木的增重率、尺寸稳定性和力学性能均优于硅溶胶改性材,且相同质量分数S-GMU改性材的性能优于S-GU改性材; 2)硅溶胶和GMU树脂成功渗透并沉积在木材细胞腔和细胞壁中,S-GMU混合溶液起到稳定木材残留物的作用,S-GMU改性材热稳定性增强。     

粉煤灰陶粒混凝土配合比的正交实验研究

针对大庆热电厂粉煤灰新型建材公司的粉煤灰陶粒,吉林省的鼎鹿牌水泥、大方牌减水剂,将水泥用量、净水用量、体积砂率和减水剂用量作为4个因素,每个因素取3个值,通过正交实验,测定试件的塌落度、7 d抗压强度、28 d抗压强度。实验结果分析,确定用以上材料可以配制强度为LC35级的轻骨料混凝土,其较佳配合比为C∶S∶G∶W∶减水剂=1∶1.60∶1.05∶0.34∶0.0065。此配合比下的新拌混凝土的塌落度为56 mm,7 d抗压强度均值33.2 MPa,28 d抗压强度均值40.1 MPa,标准差3.1 MPa。28 d抗压强度标准值为37 MPa。     

石粉与减水剂兼容性试验研究

为发挥石粉生态混凝土绿色环保的特点,在满足规范和成本要求的条件下,提高石粉的利用价值,以确定适用减水剂类别。通过在石粉砂浆中应用4种常用的减水剂,研究了其不同减水剂环境下石粉砂浆和凝结时间及抗压强度之间的关系。结果表明:石粉砂浆在不同减水剂环境中凝结时间及抗压强度没有明显区别,进一步为高掺量石粉生态混凝土的应用与发展提供参考。     

糯米灰浆粘结型富钙成型活性炭的制备及其性能

利用造纸白泥原位物理活化杉木屑制备富钙活性炭粉,考察了制备工艺条件对活性炭粉得率和吸附性能的影响。在富钙活性炭粉中加入糯米浆进行捏合并压制成型,制得糯米灰浆粘结型柱状成型活性炭。在白泥与杉木屑质量比3∶2,950℃活化1.5 h的优化条件下,可制备出比表面积为975 m~2/g、得率约24%的活性炭样品。经300℃热处理1 h后制得的糯米灰浆粘结型富钙成型活性炭,其抗压强度高达18 MPa,碘吸附值为410 mg/g,耐水浸泡性长达60 d以上。SEM和XRD分析结果显示:糯米灰浆粘结成型活性炭中各组分间胶结紧密,且糯米浆对成型活性炭试样中石灰组分的炭化结晶进程具有调控作用。     

6种江西常见速生阔叶材纤维形态及材性比较

为发展和科学利用速生阔叶工业用材种,对6种江西常见速生阔叶树木荷、苦楝、鹅掌楸、深山含笑、东京野茉莉及檫树的纤维形态及材性进行测定与分析。结果表明：木荷、苦楝、深山含笑、东京野茉莉的纤维都属长细型纤维,具有良好的制浆造纸性能,尤其苦楝属制浆造纸优等材,纤维长度最长,平均纤维长度达1.43 mm。檫树和鹅掌楸制浆造纸性能略差。11～12年生木荷和檫树密度已达中等密度木材范围,其中木荷平均密度最大,平均密度为0.69 g/cm3,但干缩性相对略大,深山含笑尺寸稳定性相对较好;木荷的综合强度最高,抗压强度50.52 MPa,属中级,抗弯强度和抗弯弹性模量分别为141.7 MPa、17.88 GPa,均属高等水平;鹅掌楸综合强度中等,顺纹抗压强度为50.52 MPa、抗弯强度84.99 MPa,抗弯弹性模量14.55 GPa;深山含笑抗弯强度和抗弯弹性模量均可达中等水平,但抗压强度略差;苦楝、东京野茉莉在材性综合强度方面稍差,抗压强度、抗弯强度和抗弯弹性模量方面均属低等水平。     

竹复合管材湿热老化性能及其机理

采用加速老化试验方法对竹复合管材的湿热老化性能及老化机理进行研究,探究不同湿热老化历时下竹复合管材拉伸、压缩和弯曲性能的变化。结果表明,在交变湿热应力作用下,竹复合管材拉伸强度、压缩强度、压缩弹性模量、弯曲强度和弯曲弹性模量随湿热老化时间延长呈幂指数降低,拉伸劣化大于弯曲,弯曲劣化大于压缩,模量劣化大于强度;湿热老化28次后,竹复合管材拉伸强度、压缩强度、压缩弹性模量、弯曲强度和弯曲弹性模量分别降低34.11%、25.64%、26.39%、26.14%和27.83%。交变湿热应力使结构层树脂和竹纤维均发生湿胀,结构层树脂湿胀率小于竹纤维,不均匀的湿胀使结构层树脂受拉、竹纤维受压,结构层树脂竹纤维界面产生剪切力,树脂开裂、脱落,纤维树脂界面形成孔洞和微裂纹降低有效应力传递,当剪切力大于界面粘结力时,界面损伤模式主要表现为脱粘以及剪切分层。     

E_0级低成本三聚氰胺改性脲醛树脂的研究

通过单因素试验方法研究了在F/U摩尔比为1.05情况下的三聚氰胺用量、投料阶段、初摩尔比对改性后的脲醛树脂所制得的胶合板的甲醛释放量、胶合强度的影响。得出结论:三聚氰胺用量为尿素量的7%,采用合成前期一次投入的方法合成的脲醛树脂性能最佳,用其试制的7层杨木胶合板其胶合强度能够达到GB/T9846—2004中Ⅱ类要求,甲醛释放量达到E_0级要求,贮存期>15d。     

环氧树脂/木质碎料复合材料力学性能

以环氧树脂为胶结材料、不同类型的砂和木质碎料作为集料,利用平板振捣器,采用振实法制备了树脂基木质碎料复合材料。分析环氧树脂用量、木质碎料用量以及砂类型对树脂基木质碎料复合材料的抗折、抗压强度的影响规律。结果表明:试件的最大抗压、抗折强度分别可达5.74和17.16 MPa;在相同胶集比下,试件强度随着木质碎料掺入量的增加而减小;而在相同木砂比下,试件强度随着树脂掺量的增加而提高;随着木质碎料减少和树脂含量的增加,使用不同种类的砂制备的试件力学强度逐渐增加,但增长速率变小;在相同配比的情况下,河砂配制试件的抗压、抗折强度分别高于标准砂配制试件的22%和12%;试件在抗折试验中出现斜裂缝,且一侧为翘起变形的拔出形破坏形态。通过正交试验分析确定了木砂比为试件力学性能的主要影响因素,最佳配比中木砂质量比为1∶3(采用河砂)、胶集比[树脂质量/(木屑+砂)的总质量]为0.3。试验表明利用木质碎料制备树脂基复合材料是切实可行的,为废弃木材的利用开辟了一条新途径,可为木质碎料与树脂形成树脂基木质碎料道路铺装材料的研究与推广提供参考。     

Influence of the melamine content in melamine-urea-formaldehyde resins on formaldehyde emission and cured resin structure

The effect of melamine content in melamine-urea-formaldehyde (MUF) resins on the formaldehyde emission and resin structure was investigated using six MUF resins synthesized with different F/(M + U) and M/U molar ratios. The formaldehyde emission from the plywood decreased as the F/(M + U) molar ratio decreased and the M/ U molar ratio increased. In addition, the bond performance was enhanced as the M/U molar ratio increased in the MUF resins with a fixed F/(M + U) molar ratio. Quantitative solution¹³C-NMR spectra of MUF resins revealed that the MUF resins with a high melamine content consisted of more highly branched crosslinkage structure and free melamine compared to the resins with low melamine contents. Furthermore, solid-state¹³C CP-MAS NMR spectra of cured MUF resins proved that more methylol groups, dimethylene ether, and branched methylene structures were present in the MUF resins with a higher F/(M + U) molar ratio, leading to increased bond strength and formaldehyde emission. There is no significant difference in the linkage structure of the cured resins with the same F/(M + U) and different M/U molar ratios except the ratios of carbonyl carbon of urea and triazine carbon of melamine. Therefore, the lower formaldehyde emission from cured MUF resins with a higher M/U molar ratio might be ascribed to the stronger linkages between triazine carbons of melamine than those of urea carbons. Consequently, the melamine contributed to strong crosslinking linkages in the cured resin structures, leading to lower formaldehyde emission and better bond performance.Part of this work was presented at the 48th Annual Meeting of the Japan Wood Research Society, Shizuoka, April 1998