碱木质素和PUF的降解产物对聚氨酯材料结构和性能的影响

以碱木质素和聚氨酯泡沫(PUF)的降解产物为添加剂制备复合聚氨酯泡沫材料,并表征了微观结构、表观密度、压缩性能、保温性能等。结果显示,碱木质素可提高与复合基体之间的相容性,原因是其存在强烈的氢键缔合作用。扫描电镜测试显示,碱木质素和PUF的降解产物对材料的微观结构有很大的影响,加入碱木质素有利于提高压缩模量,其压缩模量为146.44 MPa,加入PUF的降解产物会降低压缩模量,其压缩模量为101.59 MPa,而没有加碱木素也没有加PUF降解产物的其压缩模量108.53 MPa。PUF的降解产物的添加降低了样品的保温性能,加入PUF的降解产物的样品的导热系数为PUF降解产物的样品的导热系数为0.032 5 W/(m.K)而不加PUF降解产物的样品的导热系数为0.022 6 W/(m.K)。     

麦草碱木质素烷基化反应的研究

用不同的卤代烷烃与碱木质素进行烷基化反应。探讨了烷基化试剂种类，反应温度、时间、PH值等因素对产物性质的影响，发现，当烷基化试剂为溴代十二烷，反应时间3h、反应温度170℃，PH12时，木质素的反应率和反应产物表面活性较高，对烷基化碱木质素进行磺化，可以改善其水溶性，进一步提高其表面活性。     

精制、改性碱木质素硬质聚氯酯泡沫性能分析

分别以精制碱木质素和环氧氯丙烷改性碱木质素为原料,代替15％聚醚多元醇合成了两种碱木质素硬质聚氨酯泡沫,并对它们的力学性能、表观密度、热性能及耐老化性能进行了测试。结果表明：在两种泡沫和对照样中,改性碱木质素聚氨酯泡沫的力学性能、保温性能和热稳定性均比较优异;碱木质素的添加虽然对聚氨酯泡沫的耐自然老化性能和耐热老化性能无明显影响,但耐热碱能力明显降低。改性碱木质素聚氨酯泡沫的热传导率与制备的两种泡沫和对照样比较是最低的。改性碱木质素聚氨酯泡沫可较好地应用于保温材料领域。图1表3参16。     

麦草碱木质素三甲基季铵盐对酸性染料溶液的絮凝性能影响

以从造纸黑液中提取的麦草碱木质素为原料,通过曼尼希反应合成麦草碱木质素三甲基季铵盐,以脱色率为指标检测其对酸性黑ATT、酸性橙GG和酸性红B的絮凝性能。实验结果表明:对于0.1 g/l酸性黑ATT溶液,pH为2,麦草碱木质素三甲基季铵盐使用浓度在0～3 500 mg/l范围内时,脱色率随浓度增大而升高;麦草碱木质素三甲基季铵盐使用浓度为2 884 mg/l时,在pH为1～4范围内,脱色率随pH降低而增加。酸性橙GG和酸性红B也有类似的规律。由上述结论结合麦草碱木质素三甲基季铵盐和酸性染料的结构特点,认为絮凝过程先是麦草碱木质素三甲基季铵盐中的铵离子与酸性染料中的磺酸根之间氢键吸引,然后染料间产生架桥现象,具有三维网状结构的碱木质素分子继续网捕和卷扫脱除染料。     

麦草碱木质素的氧化降解及产物特性的研究(Ⅰ)

对不同氧化条件下 ,麦草氧化碱木质素的分子质量、酸溶木质素含量、酚羟基、羧基、甲氧基含量、表面活性的变化进行了研究。研究表明 ,当用碱量较高 (60 % ,30 % )时 ,其分子质量均一化程度较高 ,加入H2 O2 后分子质量 >10 0 0 0的高分子组分含量明显下降 ,但用碱量较低(10 % ,5 % )时则变化不大 ,说明在O2 /H2 O2 氧化时碱有着明显作用。对酸溶木质素含量来说 ,也呈现出这一规律。木质素经氧化后 ,酚羟基含量升高 ,而羧基、甲氧基含量下降。在高用碱量条件 (60 %、30 % )下 ,氧化木质素的表面张力下降较大 ,添加H2 O2 后下降更为明显。当用碱量为60 %、H2 O2 用量 10 %时 ,氧化木质素 4 %水溶液的表面张力可由原木质素的 4 6.8mN/m降至 38.8mN/m。     

超声波处理对麦草碱木质素结构特性的影响

采用超声波作用于麦草碱木质素,探讨了超声波对碱木质素的活化作用,用化学法对超声波作用前后碱木质素官能团进行了定量测定,用凝胶色谱(GPC)测定了木质素相对分子质量的变化,用1H NMR光谱对化学结构进行了分析.结果表明超声波可以显著提高碱木质素酚羟基和醇羟基含量,当作用时间20min、作用功率200W、液料质量比1001时,醇羟基含量从1.99 mmol/g上升为4.14 mmol/g,酚羟基含量从1.88 mmol/g上升为2.54 mmol/g,羧基含量从0.59 mmol/g下降为0.29 mmol/g,羰基含量从2.16 mmol/g上升为2.68 mmol/g.1H NMR分析表明,愈创木基和紫丁香基峰面积与总峰面积的比值分别从3.61%和0.77%下降为0,甲氧基峰面积与总峰面积的比值从11.50%下降为8.90%.数均分子质量(Mn)和重均分子质量(Mw)分别从1 179和10 250上升为5031和11605,分散度(Mw/Mn)从8.69下降为2.31.     

碱木质素三步法制备微米尺寸球形活性炭研究

以碱木质素为原料采用球形木质素前驱体,炭化,活化三步法制备微米尺寸的球形活性炭。研究了球形木质素前驱体的制备条件及活化条件对球形活性炭的粒径大小、结构形貌、孔结构的影响;采用扫描电子显微镜(SEM)、低温N2吸附-脱附以及傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物的形貌结构、吸附性能和表面官能团进行了表征。结果表明,当反应温度为90℃,反应时间10 h,搅拌速度200 r/min,p H值为3.0的条件下,制备出粒径为5μm左右、球形形貌完整的球形木质素前躯体。通过对球形木质素前躯体在300℃炭化以及850℃下CO2活化,制备出比表面积为776.96 m2/g,总孔容为0.487 1 cm3/g,平均孔径为2.51 nm的球形活性炭。     

超声波法活化麦草碱木素及用于PF胶黏剂的研究

麦草碱木素是我国造纸工业重要的剩余物,但是麦草碱木素的结构决定了其反应活性较低,从而使其应用受到较大的限制。笔者根据麦草碱木素的特点分别对比超声破碎仪不同的超声条件(时间:10、20、30、40min;振幅:60、80、100)和不同的溶液质量比(100:0,60:1,20:1)对麦草碱木素的活化效果,并探索用活化后的木素代替部分苯酚(10%、20%、30%、40%)制备酚醛树脂胶黏剂的可行性。研究结果表明:超声波作用可显著提高酚羟基的含量。超声波作用时间在20min、振幅80、溶液质量比20:1时效果相对较好。经过超声波活化的木素按20%的量替代苯酚制备LPF,压制的胶合板的胶合强度都达到国家Ⅰ类胶合板的要求,并能与未改性的酚醛树脂(PF)胶黏剂相媲美。     

麦草碱木素光催化降解光谱分析

采用自制的光催化降解反应器,在紫外光照射下,对麦草碱木素进行了光催化降解研究。通过对光照、氧气和光敏剂这3个因素进行不同组合,考察了木素光催化降解途径。通过分析木素紫外吸收光谱和傅立叶红外光谱,探讨了木素在不同反应过程中结构的变化情况以及各因素在木素光催化降解过程中的作用,初步研究了木素发生光催化降解的机理。结果表明:在单纯的光照条件下,木素直接发生降解较少;氧气对木素光催化降解起到了重要的作用,有氧条件下光降解实验表明,木素结构中苯环大量开裂,联接木素单元结构间的醚键打开;自由基、单线态氧对木素光催化降解的贡献很大;三重态的光敏剂虽不能直接与木素反应,但在有氧气通入的条件下,三重态光敏剂与分子氧反应会生成的单线态氧,加速了木素光催化降解。     

竹材液化树脂发泡材料的降解性能和热老化性能评价

将竹材液化树脂发泡材料分别置于土壤微生物侵蚀、干(湿)热老化、氙光辐照条件下一定时间,采用热重、红外及电镜扫描法,对比分析处理前后材料的性能变化.结果表明,该材料易于被微生物降解;经干热、湿热老化处理后,材料的质量降低,压缩强度反而提升;经氙光辐照处理后,其质量和压缩强度下降.在实际应用中,该材料经覆面处理后,可作为芯材,用作建筑外墙保温材料.     

纳米SiO2改性聚氨酯木器漆漆膜性能的表征

为提高聚氨酯木器漆漆膜的综合性能,将经硅烷偶联剂表面改性处理的纳米SiO2引入聚氨酯木器漆体系中,研究纳米SiO2添加量对木器漆和漆膜微观结构、性能的影响.经扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热仪、X射线衍射仪等分析,结果表明:纳米SiO2能够与聚氨酯木器漆体系中的基团发生键合反应,提高体系的稳定性、致密性、热稳定性、耐紫外光等性能.     

丙烯酸异冰片酯改性水性聚氨酯的合成及其表征

通过乳液聚合法制备了丙烯酸异冰片酯(IBOA)改性水性聚氨酯(WPU)复合乳液,考察了引发剂用量、反应温度、IBOA/WPU质量比及保温时间对单体转化率、胶膜吸水率及拉伸强度的影响,同时采用正交试验对工艺条件进行了优化。研究结果表明,较适宜的反应条件为IBOA与WPU固体组分质量比为1∶3,引发剂过硫酸铵(APS)用量为IBOA单体添加量的0.5%,反应温度80℃,保温熟化3 h。利用傅立叶变换红外光谱、透射电子显微镜、热重分析等测试方法对复合材料的性能进行了表征,并探讨了性能与结构的关系,结果显示单体的平均转化率达97.35%,改性水性聚氨酯的吸水率达到5.94%,拉伸强度达到27.17 MPa。制备的乳液为核壳结构,乳液稳定性良好;胶膜发生的热降解分别由硬段降解和软段降解造成。     

辽西地区玉米秸秆还田覆膜对土壤含水量的影响

为了研究辽西地区玉米秸秆还田覆膜对土壤水分含量的影响,在大田中设置了玉米秸秆不同还田量的试验。试验设计为4个秸秆还田量水平,对照为秸秆不还田。结果表明:不同秸秆还田量各处理0～40 cm土层土壤含水量和对照比较都有明显提高,而且除了600 kg.hm-2还田处理外,差异都达到了极显著水平,同一个处理土壤各层次之间的含水量多数差异都达到了显著或者极显著水平,且总体趋势表现为表层含水量低于中下层。但综合来看,还田量12 000 kg.hm-2效果最佳,适合在当地推广。     

聚氨酯预聚体改性聚乳酸/木粉复合材料的制备及表征

通过共混挤出法制备聚氨酯预聚体(PUP)改性的聚乳酸/木粉(PLA/WF)复合材料,并对复合材料进行力学性能测试、动态热机械分析、接触角测量以及断面扫描电镜分析。力学性能分析表明:当PUP用量(以PLA和WF的质量计)为20%时,复合材料断裂弯曲应变和冲击强度分别为5.78%和18.3 k J/m2,较未改性的复合材料分别提高了209%和123%,PUP显示出较好的增韧效果。动态热机械分析表明:随着PUP用量的增加,复合材料中PUP相和PLA相的玻璃化转变温度均有所下降,并且储能模量显著降低,材料韧性得到改善。PUP的加入可显著提高复合材料对水的接触角,材料疏水性能得到改善。当PUP用量为25%时,接触角达83.7°,较未增韧复合材料接触角(66.6°)提高25.7%。拉伸断面的扫描电镜分析表明:添加PUP的复合材料断面有更多的木粉被拉出且空穴变多,断面更为不平整,呈现韧性断裂的特征。     

树皮粉改性制备聚氨酯泡沫的研究

以碱木质素和树皮粉为原料,通过苯酚液化后与甲醛反应制备改性树脂。代替5%~15%的多元醇以及异氰酸酯合成了树皮粉和木质素基硬质聚氨酯泡沫。通过对材料的表观密度、抗压强度、导热系数、吸水率的测定,分析了改性树脂对泡沫的力学性能影响,同时分析了材料的热学性能。结果表明,树皮粉的添加有利于提高材料的力学性能,热重分析显示树皮粉的添加没有降低材料的热性能,扫描电镜的图片显示聚氨酯泡沫与树皮粉混合均匀。     

酸催化的蒸汽爆破预处理强度对麦草酶水解影响的研究

以蒸汽爆破法对0.5 %的稀硫酸浸渍的麦草进行预处理,研究了不同处理强度对麦草浆得率、半纤维素回收率、纤维素回收率、纤维素酶水解得率产生的影响.实验结果表明,在蒸汽爆破预处理过程中,麦草纤维组分发生分离.随着处理强度的提高,粗浆得率降低,细浆得率上升,纤维素的降解程度和半纤维素的去除程度提高,酶水解得率相应提高.在处理强度为4.14的预处理条件下,半纤维素的水解程度最大,而细浆得率和纤维素的酶解得率最高,分别为62.0 %和73.4 %;最佳的处理强度为3.55,此条件下,汽爆麦草原料细浆中的葡萄糖得率和滤出液中总糖的得率最高,分别为20.0 %和13.0%.     

造纸废弃物麦草废渣高温自水解预处理对酶水解性能的影响

对造纸废弃物麦草废渣进行高温自水解预处理,并对预处理后的麦草废渣进行组成分析和酶解,以纤维素和木聚糖的酶解得率为考核指标,研究了不同自水解预处理条件对麦草废渣酶解的影响。研究表明,预处理后麦草废渣的化学组成和物理结构均发生了改变,纤维素的含量增加,比表面积增大且促进了纤维素的酶解。酶解结果显示,温度对预处理麦草废渣的酶水解得率有着极其显著的影响。以200℃自水解预处理60 min的麦草废渣为酶水解底物(质量浓度50 g/L),添加纤维素酶35 FPIU/g(以纤维素计,下同)、β-葡萄糖苷酶25 IU/g、木聚糖酶120 U/g及2 g/L聚乙二醇(PEG6000),酶解体系50 m L,于50℃酶解36 h,其纤维素和木聚糖酶解得率分别达86.29%和74.03%,是麦草废渣经170℃自水解40 min后酶解得率的2.3倍和2.8倍。     

麦秸秆纤维改性两性高吸水树脂合成及性能研究

利用麦秸秆、丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为原料,通过接枝共聚合成高吸水性树脂。对影响反应的因素,如麦秸杆用量、单体丙烯酸、丙烯酰胺、DMC的用量和配比、引发剂及交联剂用量、丙烯酸中和度等进行了详细研究,得到了最佳制备工艺条件。制备的两性高吸水性树脂吸蒸馏水达853 g/g、吸生理盐水为118 g/g。     

辐照预处理水稻秸秆在高底物浓度下的酶解

研究了高剂量辐照对水稻秸秆聚糖组分的影响,探讨了采用分批补料提高辐照预处理水稻秸秆酶解体系底物浓度以获得高浓度糖的可行性。结果表明:水稻秸秆经高剂量辐照后其聚糖含量下降,水溶性总糖由0.7%增至13.4%;采用分批补料的方法,能使酶解体系最终底物质量分数达到40%,在32.8 FPU/g(以纤维素质量计)的酶添加量条件下,可获得酶解葡萄糖质量浓度达104.6 g/L,纤维素酶解转化率可达到77.1%。     

聚L-乳酸改性麦草共混物材料的研究

以聚L-乳酸(PLLA)和麦草(WS)为原料,以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂,采用溶液共混法制备了PLLA/WS共混物。首先将麦草溶解在NMMO后,再添加聚L-乳酸并溶解,制备聚L-乳酸与麦草的共混溶液。共混溶液采用浇膜法制备PLLA/WS共混物,采用差示扫描量热法、X射线衍射法、傅里叶变换红外光谱、热重分析和扫描电镜等方法对所得的共混物进行表征。结果表明,聚L-乳酸与麦草可以形成均匀的共混溶液。共混物中PLLA与麦草组分之间具有较强的相互作用,相容性较好。当共混物中PLLA的质量分数为50%时,共混物可以形成结晶结构,且随着PLLA含量的增加,其结晶更加完美,熔点与热稳定性提高。共混物薄膜断面结构较为致密,这说明PLLA与麦草相容性较好,混合均匀。通过调节聚L-乳酸和麦草的配比,可以制备不同性能的生物高分子材料。