烷基化竹纤维素纳米晶增强醋酸纤维素复合膜的制备及性能

为提升竹纤维素纳米晶在醋酸纤维素中的分散均匀性,提高醋酸纤维素复合材料的力学性能,以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂KH-570)改性的竹纤维素纳米晶作为增强相,柠檬酸三丁酯为增塑剂,使用溶液浇铸法制备改性竹纤维素纳米晶/柠檬酸三丁酯/醋酸纤维素复合膜。采用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱等方法分析竹纤维素纳米晶的结构,通过扫描电镜、紫外-可见光吸收光谱、力学拉伸试验和热重分析等测试手段表征了复合膜的微观形貌、透光率、力学性能和热稳定性。结果表明：经硅烷偶联剂KH-570改性后,竹纤维素纳米晶在醋酸纤维素基体中的分散性得到明显改善。复合膜的透光率随着改性竹纤维素纳米晶质量分数的增加而下降。当添加的改性竹纤维素纳米晶质量分数为3%时,醋酸纤维素复合膜的综合力学性能最佳,应力和应变分别达到60.76 MPa和5.05%。此外,改性竹纤维素纳米晶/柠檬酸三丁酯/醋酸纤维素复合膜与竹纤维素纳米晶/柠檬酸三丁酯/醋酸纤维素复合膜相比具有更优异的热稳定性。     

竹重组材的X射线光电子能谱分析

应用X射线光电子能谱分析(XPS)的技术手段,以冷压热固化与热压法两种生产模式的竹重组材为研究对象,分析其竹材表面元素组成及相对含量的变化。试验结果表明,冷、热压法竹重组材表面的C、O及相对含量有明显差异。从C原子结合形式来看,冷压法与热压法相比,冷压法竹重组材CA(-C-C或-C-H)含量增加明显,CB(C-O或C-OH)含量减少明显,CC(C=O)含量减少,CD(O-C=O)变化不大。说明竹材纤维素、半纤维素、木素,以及抽提物含量等化学组分出现不同程度的变化,进而影响二类竹重组材产品的物理力学性能。     

不同结晶指数纤维素的X射线光电子能谱分析

以离子液体处理纤维素得到不同结晶指数(Icr)的纤维素样品。对所得样品首次采用X射线光电子能谱(XPS)的C1 s能谱图与O1 s能谱图,来分析不同结晶指数纤维素分子的化学状态。结合纤维素固体核磁共振(CP/MAS13C NMR)的分析结果可知,纤维素的C2峰及O1 s1峰与纤维素大分子中的氢键关系密切,其峰面积相对含量与纤维素的Icr值呈现高度相关性,相关系数分别为r10.9992和r20.9679。     

等离子体改性聚丙烯饰面膜的拉曼光谱和XPS分析

采用介质阻挡低温等离子体对木制品聚丙烯(PP)饰面膜表面进行不同放电功率和处理速度的改性处理后,分别对其表面进行X射线光电子能谱(XPS)和激光共聚焦显微拉曼(Raman)光谱分析,研究等离子改性对PP饰面膜的化学成分和元素组成的影响。结果表明:由拉曼光谱可知,未处理的PP饰面膜表面含有大量的C原子和H原子间摇摆振动引起的振动峰、C原子间伸缩振动和C与H原子间弯曲振动引起的振动峰;经等离子体改性处理后,PP饰面膜表面在原有振动峰基础上,同时生成了具有较强拉曼活性的C—C和C—H的弯曲和振动峰等; XPS分析可得,等离子体改性处理前后,PP饰面膜表面主要表现为元素含量和量比的变化,等离子体改性后,C元素含量降低,O元素含量明显增加,O/C量比增大,且C1含量降低,C2含量明显增加。结合拉曼光谱和XPS对PP饰面膜表面进行定性和定量分析,可准确得到等离子体改性对提高PP饰面膜表面含氧官能团数量及表面活性改善的作用和影响。本研究可为等离子体改性处理对提高PP饰面膜表面附着力的理论研究和实践应用提供技术支持。     

稻壳-聚乙烯复合材料经历自然老化后的性能变化

稻壳粉被广泛地应用于聚合物复合材料,但对这些复合材料的耐老化性能研究得还很少。本文研究了两种稻壳粉/聚乙烯(RH-PE)复合板经过两年室外自然老化以后的性能变化。试件的抗弯强度和弹性模量没有变化。但在试验结束后试件的亮度增加了23%以上,总色差变化9个单位以上,意味着消费者当初挑选的颜色发生了明显变化。傅立叶红外(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析显示,试件表面发生了氧化反应,老化后红色板材产业明显的C=O峰,但黄色板材的C=O峰并没有明显变化。两种板材都显示木素纤维素减少和聚乙烯的无定形区域减少。图7表4参16。     

纳米纤维素晶须增强生物聚酯P(3,4)HB复合材料

由于纳米纤维素晶须(CNW)表面含有丰富的羟基,亲水性强,制约了其在疏水性聚合物体系中的应用。本研究以硅烷偶联剂KH-550对纳米纤维素晶须进行改性,降低其表面的亲水性,再以改性后的纳米纤维素晶须(STCNW)为增强相、可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3,4)HB]为基体,采用溶液浇铸法制备P(3,4)HB/STCNW纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、X-射线衍射仪、接触角测试、扫描电镜、偏光显微镜、拉伸测试和热重分析仪等对其微观结构、表面形貌、结晶行为、力学性能和热稳定性等进行表征与分析。结果表明:改性后的纳米纤维素晶须具有良好的疏水性,可均匀分散在P(3,4)HB基体中形成纳米复合结构,能促进P(3,4)HB结晶的形成,提高基体的拉伸强度和弹性模量等力学性能,但热稳定性稍差。     

冷等离子技术对纤维素预处理研究

冷等离子体技术具有节能、高效、环保的绿色化学特征,在木质纤维素的预处理过程中逐渐受到重视。为提高纤维素的资源利用效率,笔者以微晶纤维素为原料,经过氢氧化钠/尿素水溶液溶解再生后得到纤维素Ⅱ,再利用冷等离子体预处理技术对纤维素Ⅱ进行表面改性,分析了冷等离子预处理气氛和电离介质等因素对纤维素Ⅱ结构的影响。同时,利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对预处理前后纤维素Ⅱ的结构进行了表征,结果表明,纤维素经过冷等离子体预处理后,—C=O、—COOH等含氧基团引入纤维素表面结构中,纤维素的结晶度降低,纤维素大分子之间的空隙加大,说明预处理后纤维素的反应可及度和亲水性提高。通过电镜和FT-IR分析纤维素预处理前后微观形貌变化,可为选择新型纤维素预处理方法提供理论依据。     

微波等离子体处理木材表面接枝甲基丙烯酸甲酯的XPS分析

应用X-射线光电子能谱(XPS)技术，对微波等离子体引发木材与甲基丙烯酸甲酯(MMA)发生接枝共聚反应前后的木材表面结构及物理化学特性进行了分析。分析表明：1)微波等离子体处理使木材表面O／C原子比增加，C1含量降低，而C2、C3含量增加，并有C4峰的出现，这表明经微波等离子体处理后木材表面产生了大量的含氧官能团或过氧化物；2)微波等离子体接枝材表面的O／C比有所增加，但介于素材与微波等离子体处理材之间，C18谱峰主要变化是强C4峰的出现，这表明木材表面产生了大量的O-C=O官能团；3)微波等离子体接枝材的O1／O2值基本接近1，大于素材(0．11)和微波等离子体处理材(0．21)的值，说明接枝材表面的C=O含量大幅度增大。以上结果表明木材表面接枝上了大量的MMA分子。     

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%。     

微波等离子体处理西南桤木表面的ESR和XPS分析

采用电子顺磁共振波谱 (ESR)和X射线光电子能谱 (XPS)技术 ,分析了微波等离子体处理前后西南桤木木材表面的性质。ESR图谱分析表明 :经过微波等离子体处理后 ,木材表面可迅速有效地产生大量的自由基 ;XPS图谱分析表明 :微波等离子体处理使木材表面O C原子比增加 ,C1 含量降低 ,而C2 、C3含量增加 ,并有C4 的出现。这些结果表明经微波等离子体处理后木材表面产生了大量的含氧官能团或过氧化物