预冻及压缩预处理对尾巨桉干燥特性的影响

桉木在干燥过程中极易发生皱缩,使木材降等严重甚至报废,有效地解决桉木干燥皱缩问题是桉木资源高附加值实木化利用的重大难题之一。对桉木进行适度的预处理能够改变其内部细胞的微观结构,形成新的水分迁移通道。以尾巨桉(Eucalyptus urophylla×E.grandis)为试材,对其进行预冻、压缩及预冻-压缩预处理,然后进行常规干燥,研究预处理条件对桉木干燥速率、干燥应力应变及皱缩特性的影响。结果表明:3种预处理条件都能有效提高桉木的干燥速率,其中,预冻-压缩预处理后试件的干燥速率提高20%,幅度最大。预处理材与未处理材残余应力指标变化趋势一致,干燥后期预处理材指标值小于未处理材,残余应力小。3种预处理方式都不同程度地改变了细胞壁微观构造,破坏了皱缩发生的条件,抑制了木材的干燥皱缩。其中,预冻-压缩预处理材全干缩率最大减少15.8%,抑制木材皱缩效果最为显著。预冻-压缩预处理能够改变木材的微观结构,改善了木材的干燥特性,是一种有效抑制木材干燥皱缩的预处理技术。     

纳米碳酸钙改性处理桉木单板对胶合板弯曲性能的影响

桉木因其材质疏松、易开裂、变形等缺陷而致其使用范围受限,为此,对桉木单板进行改性处理使其材性得到改善增强以扩大其用途。采用偶联剂KH-550对纳米CaCO_3表面进行改性处理后,配制成质量分数分别为3.0%,5.0%,7.0%和9.0%的纳米CaCO_3溶液,加压浸渍桉木单板,并以酚醛胶为胶黏剂热压成纳米CaCO_3增强胶合板(5层),并采用FT-IR、SEM、万能力学实验机等对所获胶合板的结构与物理力学性能进行测试与表征分析。FT-IR分析表明,纳米CaCO_3粒子表面上接枝了改性剂KH-550的特征官能团;SEM分析表明,改性的纳米CaCO_3粒子均匀分散在桉木单板纤维上;当纳米CaCO_3质量分数为5.0%时,其处理后的质量增加率最大,达7.0%,胶合板的弹性模量、静曲强度最优,分别达到8 416和71.38 MPa,与未添加纳米CaCO_3的相比分别提高了10.4%和27.1%。这是因为纳米CaCO_3粒子经分散及KH-550改性后,比表面积增大,表面活性增强;通过偶联剂的作用将纤维素和CaCO_3粒子界面结合力提高,形成良好的界面结合,从而使胶合板的静曲强度、弹性模量增加。     

巨尾桉化学改性预处理工艺

为了更好地利用桉木木素进行化学改性,须有效去除桉木中的其他组分。通过单因素试验和正交试验,研究了巨尾桉改性前预处理工艺,确定桉木纤维脱脂处理溶剂为苯-乙醇(V/V,2∶1),最佳提取条件为:时间为4 h,温度66℃,固液比为1∶15。对处理前后的桉木纤维进行了性能表征,结果表明:处理后桉木纤维素酶解较处理前还原糖得率和水解率均有所提高;灰分含量降至0.09%,小分子有机化合物含量≤1%。     

新型胶合板水性木质复合覆面填补材料的制备和评价北大核心

探究了基于木纤维粒径/木粉种类差异填充胶合板缝隙的复合腻子配方、影响因素、性能评价,致力于胶合板素板表面缝隙填充、平整度调控的技术开发。采用单因素条件探讨了温度、木粉种类、木纤维目数等对腻子性能的影响。结果表明:添加木纤维的腻子填充材料除表干时间略高于未添加木纤维的对照组外,耐磨性、干强度、湿强度、相容性、稳定性相比于未添加木纤维的腻子填充材料均有了明显提高。在木纤维目数一致的情况下,添加木纤维的种类不同也会对腻子的各项性能产生影响。其中湿强度与粗糙度优劣排列依次是:桉木粉、杨木粉、杂木粉、松木粉、竹粉;干强度优劣排列依次是:桉木粉、杂木粉、杨木粉、松木粉、竹粉;耐磨性优劣排列依次是:杨木粉、松木粉、杂木粉、桉木粉、竹粉。木纤维的种类对腻子的表干时间、相容性、稳定性没有显著影响。     

渗透剂对桉木化学机械法制浆性能的影响

研究了不同渗透剂对桉木化学机械法制浆性能的影响,结果表明:不同类型的渗透剂对桉木浸渍性能的影响差异较大,其中磺化琥珀酸二辛酯钠盐类渗透剂S4对桉木浸渍性能改善程度最高,渗透剂用量为0.4%时,可以使木片的吸液量和Na OH吸收率分别比对照样提高7.34%和9.97%。渗透剂对桉木化学机械浆的性能影响如下:浸渍段添加0.4%渗透剂S4,制取加拿大游离度(CSF)为300 m L的纸浆,可以使磨浆电耗降低10%以上,浆中的细小组分减少9个百分点以上,纤维束减少46%;纸浆的抗张强度、耐破强度及撕裂强度均有不同程度的提高,可分别提高11.4%、14.3%和15.6%,但对纸浆的白度无明显影响。     

桉木热磨与高温热水协同预处理对酶解效果的影响及工艺优化

为提高桉木原料的酶解糖化效果,降低原料处理成本,采用热磨与高温热水法联合对桉木原料进行预处理,并对高温热水预处理后样品进行纤维素酶酶解糖化。通过对预处理液和酶解液中木糖和葡萄糖得率的测定,来研究预处理条件对糖得率的影响。以预处理液和酶解液中的总糖得率作为预处理工艺条件的评价指标,得到最优的预处理条件为:预处理温度180℃、保温时间40 min、固液比1∶20(g∶mL)。在此条件下,桉木热磨后原料经预处理、酶解后总木糖得率为11.78%,木糖的转化率为82.67%;总葡萄糖得率为36.33%,葡萄糖的转化率为78.90%。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等分析预处理样的理化特性,结果表明:桉木原料热磨后颗粒变小,呈丝状,纤维形态和表面结构基本不变;而高温热水预处理后物料的纤维结构松散、碎化,断裂明显,改善了纤维素酶的可及度,提高了酶解效率。     

KH-550含量对茶梗粉/HDPE性能的影响

为探明硅烷偶联剂KH-550对茶梗粉/HDPE复合材料相容性与分散性的改善效果,用国家标准方法和HAAKE MARSⅢ旋转流变仪对复合材料的力学性能与流变性能进行了研究。结果表明,KH-550含量为1.8%时,复合材料的力学性能与耐水性能较好;相同应变条件下,复合材料的储存模量和损耗模量均随KH-550的增加而降低,当KH-550含量为1.8%时,复合材料的储存模量和损耗模量均达到最小值;相同温度和频率条件下,复合材料的储存模量随KH-550的增加而减小,且均在KH-550含量为1.8%时达到最小值。KH-550含量为1.8%时,复合材料的力学性能、耐水性能、界面相容性以及分散性等综合性能较好。     

竹/木纤维配比对竹/木/聚丙烯纤维复合材料性能的影响

在聚丙烯纤维比例为50%的条件下,采用不同竹/木纤维配比制备竹/木/聚丙烯纤维复合材料,考察竹纤维用量对复合材料物理力学性能和微观形貌的影响。结果显示:随着竹纤维用量增加和木纤维用量减少,复合材料的耐水性能增强,力学性能则呈先升后降的趋势,竹纤维用量为25%时力学性能达到最大;试验确定优化竹/木纤维配比为m(竹)∶m(木)=25∶25,复合材料的性能满足TL 52448-1998《天然纤维成型材料热塑性增强材料要求》的要求。     

玉米秸秆/聚乳酸复合材料的制备及性能测试

近年来,在资源短缺和环境污染的压力下,生物可降解材料的开发与利用成为学者研究的热点之一。采用熔融共混的方法制备了一种玉米秸秆/聚乳酸生物可降解复合材料,并通过向复合材料中添加3种不同的改性剂对复合材料进行改性处理,旨在提高农林废弃物的附加值及改善复合体系的各项性能。采用X射线衍射、电镜扫描、接触角、力学性能测试等分析手段对复合材料的各项性能进行分析表征,对3种改性剂马来酸酐接枝聚乳酸(MAH-g-PLA)、马来酸酐(MAH)和硅烷偶联剂(KH-550)对复合材料的改性效果进行对比研究。X射线衍射分析的结果表明,MAH-g-PLA改性复合材料的结晶度变化不大,MAH改性复合材料的结晶度显著增加,而经过KH-550改性的复合材料的结晶度较未改性的复合材料有所下降。接触角分析结果表明经过改性之后的复合材料的表面接触角均有所增加,表明复合材料在改性之后的疏水性有所增加。其中MAHg-PLA改性的复合材料的接触角增加最多,表明MAH-g-PLA能够更好地改善复合材料的亲水性。扫描电镜的断面分析结果表明,MAH和KH-550均有效改善了复合材料的界面相容性,且KH-550改性的复合材料的界面相容性更佳并具有较高的力学强度。力学测试结果表明,KH-550改性的复合材料的拉伸强度提高了5.47%,弯曲强度提高了2.50%。     

纤维素酶预处理对杨木APMP浆配抄性能的影响

为了改善杨木高得率浆的配抄性能,扩大其应用范围,研究探讨了纤维素酶预处理对杨木碱性过氧化氢机械浆(APMP浆)配抄性能的影响。结果表明,与未经过酶预处理的杨木APMP浆相比,酶处理后APMP浆打浆能耗最大可降低19%,纤维吸水润胀程度增加,保水值增加12.6%;与不同比例针叶木漂白硫酸盐浆(BKP浆)配抄后,纸张的裂断长、耐破指数和撕裂指数均有所提高,最大可分别提高6.1%,44.6%和30.3%,纸张的松厚度、白度和不透明度稍有降低。纤维质量分析仪(FQA)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析结果显示,酶处理后纤维平均长度增加7.0个百分点,细小纤维组分减少10.0%,纤维卷曲指数降低22.4%,结晶度提高0.7%。可见,纤维素酶预处理可以改善杨木APMP浆的配抄性能,提高纸浆纤维质量,所配抄的纸张的物理强度性能指标有显著提高。     

实木复合地板基材用桉木单板层积材的制备工艺

为提高桉木的利用率和产品附加值,用桉木单板和玉米改性淀粉胶压制单板层积材,并以此作为基材制备实木复合地板,探讨单板热压预处理、厚度和组坯结构等因素对实木复合地板产品性能的影响。结果表明,对厚度≤2.2mm桉木单板,经1~2 min的热压预处理(温度100~120℃,压力0.83 MPa),制备的实木复合地板尺寸稳定性良好,主要理化性能指标达到GB/T 18103-2000《实木复合地板》的要求。     

不同桉木化学机械法制浆性能的研究

研究了尾巨桉、巨尾桉、尾叶桉、蓝桉及小叶桉这5种桉木的材性特征及其预处理-碱性过氧化氢化学机械浆(P-RC APMP)制浆性能。结果表明:5种桉木的综纤维素质量分数在77.96%~81.36%之间,小叶桉最高,巨尾桉最低;木质素质量分数在23.18%~26.62%之间,尾叶桉的最高,巨尾桉最低;纤维平均长度在755~785μm之间,差异较小。采用P-RC APMP制浆方法,在H2O2用量5%,Na OH用量4.5%浸渍条件下,小叶桉的制浆得率最高,达86.7%,巨尾桉最低,仅为84.2%;在相同加拿大游离度(300 m L CSF)下,蓝桉浆的强度性能和光学性能最优,纸浆的抗张强度和白度分别达30.13(N·m)/g和82.5%(ISO),且所需磨浆电耗最低,仅1 188 k Wh/t,巨尾桉浆的强度性能和光学性能最差,纸浆的抗张强度和白度分别为16.9(N·m)/g和73.8%(ISO),且所需磨浆电耗最高,约为1 370 k Wh/t。     

玄武岩纤维增强结构用胶合板弯曲性能的研究

通过对比普通结构用胶合板和玄武岩纤维增强结构用胶合板的弯曲性能,探讨了纤维布层数及等离子体和KH550偶联剂这两种纤维布表面处理方式对其增强结构用胶合板性能的影响,说明了采用玄武岩纤维布增强结构用胶合板的可行性。结果表明：经过玄武岩纤维布（BF）增强后杨木和桉木胶合板的静曲强度分别提高60 MPa和70 MPa以上;低配筋率产品弯曲性能更优;低温等离子处理后玄武岩纤维布制成的纤维增强结构用胶合板弯曲性能得到大幅度提高。     

超声波辅助类芬顿预处理增强桉木酶解效果

为克服传统芬顿体系用于预处理存在的问题，构建了超声波辅助载铁沸石类芬顿(UZF)体系，并采用单因素法，确定UZF预处理桉木的较优条件，即H₂O₂用量4%、超声波功率240 W、处理时间90 min,在此条件下，桉木粉酶解产生的还原糖高达(435.12±7.69) mg/g。通过组成成分分析，以及傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征，探究了UZF预处理增强桉木酶解效率的机理，分析了UZF预处理前后桉木样品的主要成分及基团、结晶性能和表面微观结构的变化，结果表明：预处理去除了更多木质素和半纤维素，使纤维素的无定形区破坏程度加大，木粉表面孔洞变多且更为粗糙。载铁沸石具有一定的循环使用性能，在循环使用4次后，仍能达到未处理桉木粉还原糖产量的1.87倍。     

木纤维/碳纳米管复合无胶纤维板的制备及其性能

为降低室内电磁波污染现象,在人们广泛应用的纤维板上复合具有吸波性能的碳纳米管,通过胶磨和热压的方法制备木纤维/碳纳米管复合无胶纤维板。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对复合材料的形貌结构进行表征。结果表明:木纤维经过胶磨分层,复合材料经过热压出现层状结构;碳纳米管已成功附着于木纤维表面;在26.6°出现碳纳米管(006)的特征峰;木纤维和碳纳米管之间以酯键和氢键的方式进行连接。复合材料与无胶纤维板相比,静曲强度和弹性模量分别提高了约100%和20%。复合材料在厚度5 mm、频率9.8 GHz,到厚度3.5 mm、频率16.7 GHz范围内,反射损耗出现最低峰-7.3 d B。碳纳米管赋予了复合材料良好的导电性,其电导率为0.715 S/m。     

纤维素纳米晶体对同轴电纺PMMA/PAN复合纳米纤维性能的影响

采用同轴静电纺丝技术,将酸水解获得的纤维素纳米晶体(cellulose nanocrystals,CNCs)添加到聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/二甲基甲酰胺(DMF)溶液中作为壳层电纺液,聚丙烯腈(PAN)/DMF溶液为核层电纺液,成功制备出核-壳结构的纳米复合纤维。探讨了CNCs添加量对电纺液的电导率和黏度的影响及同轴复合纤维的微观形貌、直径分布、结晶特性、热学性能和疏水性能的影响。结果表明:CNCs添加后电纺液的电导率和黏度有明显提高,所制备的同轴纳米纤维具有较好的核-壳结构,其直径随CNCs加载量的增加而减小,且分布更加集中;添加高结晶度的CNCs后,复合纤维的结晶性得到明显提高;在热学性能方面,CNCs增强的同轴纳米材料最大热分解温度为402.7℃,远高于单纺PMMA和单纺PAN纤维以及未添加CNCs的同轴PMMA/PAN纳米材料;添加亲水性CNCs后,水接触角值由130.0°降低至116.7°,复合纤维的疏水性能明显下降。     

桉木三组分在高温热水预处理及酶解糖化中的规律研究

为优化桉木高温热水预处理的工艺条件,用傅立叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段分析预处理渣的理化特性。结果表明,最佳的预处理条件为:预处理温度180℃,时间20 min,绝干木粉与水1∶20(g∶mL)。此条件下,预处理液中木糖、葡萄糖的转化率分别为81.93%和2.21%。桉木木粉经最优条件预处理后,大部分半纤维素被水解;纤维素的相对结晶度基本不变;碳水化合物的结构变的松散,纹孔膜破裂,纤维碎片增多,极大的提高了后续纤维素酶的可及度。对最优条件下预处理渣的进一步酶解:发现葡萄糖的转化率高达80.52%,比未经预处理直接酶解提高3.63倍。对酶解残渣的进一步分析可知,桉木原料87.12%的酸不溶木质素可在酶解残渣中得到回收,这有利于木质素的综合利用。     

超声波和汽蒸预处理对桉木干燥速率的影响

对巨尾桉木材分别进行超声波、汽蒸预处理,分析预处理前后桉木干燥速率的变化。结果表明,超声波和汽蒸预处理均可加快桉木的干燥速率,且随超声波频率的增加和汽蒸处理温度的升高而明显提高;两种预处理方式中,汽蒸预处理对桉木干燥速率和干燥质量的改善效果更明显。     

超声波预处理对桉木干燥时间的影响

以巨尾桉(Eucalyptus grandis×E.urophylla)木材为试材,在功率为340 W,频率为25和59 k Hz的条件下,分别进行30、60和90 min的超声波预处理,对比分析超声波预处理对桉木干燥时间的影响。结果表明,试材的干燥速率和水分扩散系数,均随超声波频率提高、预处理时间增加而增大;尤其当含水率在纤维饱和点以上时,超声波预处理对试材干燥时间的缩短效果更明显。     

冷等离子体处理对实木复合地板基材胶合性能的影响

采用常压介质阻挡放电产生的冷等离子体对杨木、桉木和马尾松单板进行改性处理,随后将它们分别压制成多层实木复合地板用基材,研究处理功率、处理速率对不同原料基材胶合特性的影响。同时对不同基材单板分别采用对应的较优处理条件进行冷等离子体处理,研究单板表面润湿性和表面形貌变化。结果表明:常压冷等离子体处理有助于提高地板基材胶合强度,降低浸渍剥离率。其中,桉木经等离子体处理后性能提高最为明显,杨木次之,马尾松较不明显。考虑实际生产中需提高生产效率,降低能耗,对杨木可选用4.5 k W,14 m/min的处理条件;对桉木和马尾松均可选用4.5 k W,2 m/min的处理条件。