棉秆束/高密度聚乙烯定向复合板制备

为了有效利用废弃棉秆资源,该文采用热塑性高密度聚乙烯塑料作为填充料,将疏解的棉秆束定向铺装热压制成复合板。利用热重分析仪分析了棉秆的热解特性,采用正交试验的方法分析了复合板密度、塑料质量分数、热压温度、热压时间对复合板力学性能的影响;用扫描电镜观察到棉秆纤维与高密度聚乙烯复合界面存在机械啮合结构。通过试验得到制备定向复合板的较优热压工艺参数为：复合板密度0.8 g/cm3,塑料质量分数50%,热压温度168℃,热压时间 17 min。在此工艺条件下,复合板的静曲强度、弯曲弹性模量和内结合强度分别达到31.51、4 561.25和0.52 MPa,超过定向刨花板OSB/1的标准值。     

棉秆/聚丙烯薄膜定向复合板的制备工艺优化

为了有效利用棉秆资源,该文以长棉秆束为基体,以等规聚丙烯薄膜为填充材料,热压制备了棉秆/聚丙烯薄膜定向复合板。采用单因素和正交试验分析了薄膜质量分数、热压温度、热压时间和密度对复合板力学和吸水性能的影响,得到较优热压工艺参数为:薄膜质量分数15%,热压温度185℃,热压时间15 min,密度0.7 g/cm3。在此条件下,复合板的静曲强度为60.60 MPa,弹性模量为5074.4 MPa,内结合强度为1.48 MPa,吸水厚度膨胀率为2.53%。用扫描电子显微镜观察到复合板中棉秆纤维和塑料薄膜接合界面存在机械互锁结构。该研究可为有效利用农作物秸秆制备定向复合板提供参考。     

理化预处理麦秸改善其聚丙烯复合材料抗霉菌腐蚀力学性能

为探讨麦秸秆不同处理方法对其制备的聚丙烯（polypropylene,PP）复合材料耐霉菌腐蚀性能影响,采用NaOH、HAc、水热、微波4种方法对麦秸秆纤维进行表面预处理,并对未处理和4种处理麦秸秆制备的复合材料进行霉菌加速腐蚀试验,测试了5种复合材料腐蚀前后的力学性能、颜色变化和吸水性,用傅立叶红外光谱分析其官能团的变化,观察并分析复合材料表面霉菌生长情况及表面微观结构。结果表明：霉菌能腐蚀麦秸秆纤维中的纤维素、半纤维素和木质素,使复合材料表面产生裂纹和孔洞,预处理可改善麦秸秆纤维和PP基体间的界面结合,有效地阻止霉菌腐蚀复合材料中麦秸秆的纤维素、半纤维素和木质素,其中5%NaOH预处理效果最佳,其弯曲强度、拉伸和冲击强度分别比未处理的提高了1.68%、3.67%和75.28%,吸水率和色差值降低12.99%和55.25%,经预处理麦秸秆制备复合材料腐蚀后表面裂纹和较大孔洞减少。该研究结果可为提高木塑复合材料防霉效力提供试验数据和理论参考,有利于延长木塑复合材料使用寿命。     

电场处理改善玉米醇溶蛋白膜理化性质

传统浇铸法制备的玉米醇溶蛋白薄膜表面粗糙,机械性质及耐水性较差。为了改善玉米醇溶蛋白理化性质,在传统浇铸法膜制备过程中引入平行匀强电场(1~5 A/m2)处理蛋白成膜液。经过电场处理后,玉米醇溶蛋白表面光滑、形状完整。试验结果表明:电场处理可改善薄膜力学性质、表面疏水性、水蒸气透过率等性质;随着电流密度的增大,薄膜拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过率、吸水率以及表面接触角呈现规律性增加或者减小;电场处理下薄膜热特性改变,与未处理组相比变性温度略有提高,最大增幅为19.5℃。当电流密度为4 A/m2时,薄膜理化性质较佳:拉伸强度、断裂伸长率分别为73.09 MPa和9.68%,吸水率降低至14.87%,水蒸气透过率为2.55×10-8 g·m/(m2·h·Pa),静态接触角为62.18°,变性温度提高到118.39℃,热稳定性提高,薄膜表面光滑。电场可诱导成膜液中分子有序性排列,提高薄膜均一性;通过调节电流密度可得到具有一定力学强度和亲/疏水性的薄膜。试验结果为制备具有特定功能性的纯玉米醇溶蛋白薄膜材料提供了理论依据。     

棉秆粉碎还田与残膜回收联合作业机研制与试验

针对新疆棉区秸秆粉碎还田与残膜回收机联合作业时出现的膜杆不分、残膜回收率低、脱膜效果差以及残膜易缠绕等问题,该文设计了棉秆粉碎还田与残膜回收联合作业机,主要由牵引装置、秸秆粉碎装置、秸秆输送装置、浮动式残膜回收装置、脱膜装置、传动系统、残膜回收箱、机架和地轮等组成,一次作业可实现棉秸秆粉碎还田、膜杆分离和残膜回收。该机将锤片式棉秸秆粉碎装置与刮板式输送装置相结合,用于秸秆粉碎还田和秸秆与待收残膜分离;采用浮动式起膜机构和齿耙式搂膜装置回收残膜,地面仿形效果好,有利于提高残膜回收率;用气力脱膜装置脱膜,提高脱膜可靠性,并防止残膜与收膜装置的缠绕而影响机具正常工作。通过对主要工作部件的设计,确定主要结构和工作参数,并分析了样机的工作过程。田间试验表明,在机具作业速度5～5.5 km/h、秸秆输送链轮转速125 r/min、输送装置倾角40°、残膜输送链轮转速70 r/min和风机转速1 620 r/min时,能达到膜杆分离率97%,残膜回收率88.6%,脱膜率89.4%,能够满足秸秆粉碎还田与残膜回收的技术要求,研究成果有利于解决棉田残膜污染问题。     

4JSM-2000型棉秆粉碎与残膜回收联合作业机的设计与试验

为提高新疆秋后棉地残膜回收机械化水平,解决传统残膜回收机械普遍存在的残膜回收率低、含杂率高、残膜易缠绕和作业效率低等问题,该文研制了一种可一次完成棉秆粉碎还田、残膜回收、残膜与棉秆及土等杂物分离作业的秋后棉秆粉碎还田与残膜回收联合作业机。该机使用锤片式粉碎装置和螺旋搅龙输送装置,作业时起膜齿将残膜揭起后堆积在起膜齿末端处;偏心滚筒式拾膜机构将残膜拾起并运送至卸膜机构,捡拾滚筒壁上的卸膜槽与卸膜叶片协调配合完成卸膜作业,卸膜叶片通过卸膜辊的高速旋转产生离心风力,使落入蜗壳壳体内的残膜沿风道进入残膜回收箱,完成残膜回收。田间试验结果表明,该机在作业速度为6.0 km/h时,作业效率为1.15 hm2/h、棉秆粉碎合格率为90.1%、残膜回收率84.4%、膜秆分离率87.3%,棉秆粉碎还田和膜秆分离效果较好。该机各项参数满足农艺要求,研究结果有利于解决棉田残膜污染问题。     

机械活化醋酸酯淀粉的制备及其生物降解塑料膜性能

为了有效提高淀粉基生物降解塑料的性能,本试验对机械活化1.0 h的玉米淀粉（MAS）进行酯化改性,制备了机械活化醋酸酯淀粉（MASA）及机械活化醋酸酯淀粉/聚乙烯醇的生物降解塑料膜（MASA/PVA）,用傅立叶红外光谱仪（FTIR）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电镜（SEM）分别对MASA的结构、热稳定性、形貌等进行测试和表征,并与原醋酸酯淀粉/聚乙烯醇生物降解塑料膜（SA/PVA）对比研究了塑料膜的力学性能和生物降解性能。结果表明,机械活化淀粉经酯化改性后,结构和形貌都有很大的改变,热性能提高;MASA/PVA塑料膜的性能均比SA/PVA好,以机械活化醋酸酯淀粉（DS=0.1）为原料制备的MASA/PVA塑料膜浸水前的拉伸强度为3.56 MPa,断裂伸长率146.22%,24 h吸水率为134.79%,抗热水性能好,在20 d内该塑料膜土埋生物降解率为45.90%。机械活化预处理有效改善了生物降解塑料膜的性能。     

农田地膜拉伸性能变化对缠绕式回收的影响

农田长期覆膜种植产生的大量地膜对农田土壤质量、作物生长及环境造成严重的影响,为解决这一问题,于2014年3月至2014年10月在新疆库尔勒尉犁县达西村开展大田试验,对比不同厚度、不同时间及不同位置地膜拉伸性能的变化规律,并针对0.01 mm地膜进行缠绕式回收试验。结果表明:地膜铺放后的30~60 d期间,由于受到风和紫外线照射等因素,拉伸强度有明显的下降,下降幅度较大;当地膜回收的时候,0.01 mm地膜最大拉伸力在近株端和远株端分别为1.52 N和1.305 N,是0.008 mm地膜的1.4倍和1.22倍。显然0.01 mm地膜的拉伸性能较0.008 mm拉伸性能有了一定的提升,这对地膜回收有一定的积极作用,但是经过理论计算及田间试验0.01 mm地膜的拉伸性能还是不足以采用简单缠绕的方式进行回收。本研究揭示了地膜拉伸性能在不同时间、不同厚度及不同位置受到紫外线等影响的变化规律,为地膜回收机的研制提供了理论依据。     

稻秸秆粉/聚丙烯复合材料力学性能

采用模压成型工艺制备稻秸秆粉/聚丙烯木塑复合材料,利用万能电子试验机测试了复合材料的拉伸及弯曲性能,用冲击试验机测试了复合材料的冲击性能,用体视显微镜对复合材料的微观结构断面进行了观察。结果表明,硅烷偶联剂KH570处理稻秸秆粉是较好的处理方法,稻秸秆粉质量分数为50%,粒度为60目时,稻秸秆粉/PP复合材料综合力学性能较好。其复合材料表面微观结构光滑。     

稻壳及硅烷添加量对木塑复合材料力学性能的影响

采用一步法连续挤出技术将稻壳粉和聚乙烯进行熔融复合制备复合材料,用硅烷作为偶联剂,研究了稻壳粉与硅烷添加量对复合材料力学性能的影响。实验结果表明：稻壳和硅烷添加量对复合材料界面有很大影响,复合材料的冲击强度、弯曲强度以及抗拉强度随稻壳添加量的增加而明显下降。添加适量的偶联剂可以改善复合材料界面相容性和稻壳在复合体系中分散均匀性,从而改善力学性能。