功能性共聚物偶联剂制备麦秸-回收LDPE复合材料的性能及其影响因子

以麦秸和回收低密度聚乙烯(LDPE)为原料,异氰酸酯和羟基丙烯酸酯共聚物乳液(PA)偶联剂,采用正交试验法研究高温模压工艺,制备高性能的麦秸-回收LDPE复合材料工艺因子对材料性能的影响.结果表明:1)游离异氰酸酯基(NCO)含量较高的异氰酸酯(PAPI)和羟基含量较高、玻璃化温度(Tg)较低的PA复合,可显著改善复合材料的内结合强度(IB)、2 h沸水后内结合强度(2 hWIB)、静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)和24 h吸水厚度膨胀率(24 hTS);2)异氰酸酯与PA的质量比30/70与70/30,对材料性能的影响不显著;3)偶联剂的用量在4.5%时,材料各性能指标较优;4)随LDPE比例的增加,IB和2 hWIB显著增加,24 hTS显著降低;5)复合材料IB、2 hWIB、MOR和MOE值,随密度由0.85 g·cm-3增至1.0 g·cm-3而增加,但耐水性略有降低(24 hTS增加);6)以4.5%的偶联剂(1.35%PAPI,3.65%PA4)制备的麦秸-回收LDPE复合材料,各性能指标均满足GB/T 4897.7-2003规定的在潮湿状态下使用的增强结构用板要求.     

农业剩余物纤维-回收塑料复合材料界面偶联剂的合成及表征

以PAPI和聚醚多元醇为原料,合成并表征了麦秸-回收塑料(LDPE)复合材料用界面偶联剂──端异氰酸酯聚氨酯预聚物PU1和PU2,研究了偶联剂的原料配比、合成步骤、结构性能与复合材料性能之间的关系.FT-IR光谱证实,PAPI与聚醚多元醇反应生成了氨基甲酸酯,生成物分子组成中含游离的异氰酸酯基;GPC分析表明,PU1和PU2数均相对分子质量(Mn)为4370和7230,分布指数为2.1和2.3;DSC分析表明,PU1和PU2的Tg分别为-65.5和-41.2℃;与未使用偶联剂的麦秸-回收LDPE复合材料相比较,2.5%的PU1和PU2偶联的相应材料,物理以及力学性能指标显著提高,偶联效果PU1优于PU2,PU1对应材料的性能指标超过GB/T4897.7-2003规定的在潮湿状态下使用的增强结构用板要求.     

机械粉碎处理对稻麦秸秆界面特征的影响

对比两种原料稻草和麦秸分别经机械粉碎前后其界面特征因子,包括表面形貌、表面化学官能团、表面自由基及表面自由能等的变化.研究结果表明:稻草比麦秸更易机械破碎,扫描电镜(SEM)观察显示两种原料本身均存在完整的表面形貌,而经过球磨机机械粉碎后碎料均出现了很明显的断裂、撕裂及起毛现象,且内部细胞结构明显暴露.稻草外表面纤维素和木质素的特征峰均较弱,尤其是3200cm-1处的羟基峰几乎没有;电子自旋共振波谱(ESR)分析表明,碎料的自由基峰强度明显高于其相应的秸秆,在温度为100～200℃的范围内,随着温度的升高,各表面自由基峰强度明显增加;表面自由能的研究结果则表明, 麦秸表面自由能要高于稻草,碎料的表面自由能要高于各自的秸秆;使用6%异氰酸酯作为胶黏剂生产的两种秸秆碎料板性能均达到国家标准GB 4897.3-2003要求,且麦秸碎料板的性能更佳.     

麦秸/纤维状聚丙烯复合材料的性能

以麦秸和纤维状聚丙烯塑料(PP)为原料,马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)作为偶联剂,采用平压法压制麦秸/聚丙烯复合材料,研究聚丙烯用量和麦秸碎料目数对木塑复合材料性能的影响.结果表明:随着纤维状PP添加量的增加,板材各项性能均有不同程度的提高书MAPP显著改善了板材的界面结合效果.     

秸秆刨花板性能分析

对普通木质刨花板、麦秸刨花板及稻草刨花板进行了密度、含水率、吸水厚度膨胀率、静曲强度和弹性模量、内结合强度、表面结合强度及握钉力的测试,结果表明,麦秸刨花板在强度方面不及木质刨花板,稻草刨花板在抗弯性能上也无法满足要求,两种秸秆板的握钉力都较差。产生上述差距的关键原因是板坯的密度,另外,与原料形态、加工工艺、机械设备等也有关系。     

无机胶黏麦秸板制备工艺及性能分析

以麦秸和环保阻燃无机胶黏剂为原料,采用正交试验法对常温高压条件下无机胶黏麦秸板制备工艺进行优化,同时采用热重法和锥形量热法对麦秸板的热稳定性和燃烧性能进行测试与表征。结果表明:以密度为1.05g/cm~3、胶黏剂与麦秸比例为1.9:1和改性剂与麦秸比例为0.25:1的工艺条件制备的麦秸板:物理力学性能指标均高于国标GB/T21723—2008《麦(稻)秸秆刨花板》;热稳定性显著提高,最终质量残余率提高了53.2%;HRR、THR、SPR、TSP均大幅降低。无机胶黏麦秸板具有优异的阻燃抑烟性能。     

磷酸氢二铵复配硼酸锌处理麦秸秆纤维板的阻燃性能

麦秸秆作为我国高产农业副产品,目前的研究仅限于热压制板成型工艺方面,缺乏对其阻燃性能的探索。因此,现采用磷酸氢二铵(DAP)与硼酸锌(ZB)复配处理麦秸秆纤维,并热压成型,对其处理后的阻燃性能进行研究,得出阻燃剂最佳浓度及复配比例。试验结果表明:1)经过DAP和ZB复配阻燃剂处理的麦秸秆纤维制成的麦秸秆纤维板具有显著的阻燃效果;2)阻燃剂DAP与ZB比例为3:1,且阻燃剂总质量分数为10%~15%时的阻燃效果最为显著。     

麦秸秆醋液的成分分析及抑菌性能研究

采用气相色谱-质谱联用仪分析了麦秸秆醋液原料的主要化学成分,并对麦秸秆醋液的抑菌性能进行了研究.结果表明,麦秸秆醋液是一种含有70种组分的液态混合物,主要含有酚类(28.68%)、有机酸类(22.16%)、酮类(21.22%)、醇类(4.00%)和醛类(1.44%)等物质.抑菌试验发现,麦秸秆醋液对2种细菌(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)的抑菌环直径分别为10.2和9.2mm,两阴性对照样片均无抑菌环,表明麦秸秆醋液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有一定的抑菌效果.     

回收聚丙烯-木纤维复合材料的制备及性能

利用回收聚丙烯和木纤维为原料制备木塑复合材料,分析聚丙烯加量、补强剂种类、产品密度和纤维形态等对材料性能的影响.结果表明:增大聚丙烯比例能大幅提高物理力学性能;补强剂能明显改善所测性能;板材密度对提高抗弯性能最有效;中粗纤维制备的复合材料抗弯性能最好,但内结合强度相对最低.本研究范围内最佳工艺参数为:聚丙烯40%、PAPI 2%,板材密度1.05 g/cm3和采用中粗纤维.     

麦秸/塑料复合材料的热反应特征及复合工艺

本研究用差示扫描量热法(DSC)测定和分析了麦秸/塑料复合材料的热反应特征，并通过试验探讨了麦秸与塑料之间的复合工艺。结果表明，麦秸、塑料以及麦秸/塑料复合材料三者的热反应特征各不相同，由此可了解麦秸和塑料之间的反应状况，说明用麦秸和塑料制造麦/塑复合材料是可行的。     

基于表面处理的麦秸人造板力学性能研究

采用碱溶液对麦秸原料进行处理,以期改善其表面润湿性,提高与胶黏剂的结合强度。基于扩散-渗透理论,对碱溶液的处理效果进行了评价,并用处理过的麦秸压制刨花板。检测结果表明:与未处理麦秸刨花板相比,处理后板材的静曲强度、弹性模量略有下降,但内结合强度提高,吸水厚度膨胀率降低,各项指标均达到相关国家标准要求。     

喷蒸热压法棉秆无胶碎料板的研制

以棉秆为原料,采用喷蒸热压法研制无胶碎料板,探讨板的密度、蒸汽压力及喷蒸时间对棉秆无胶碎料板的物理力学性能的影响.结果表明:在试验范围内,随着板密度增大,无胶碎料板的静曲强度、弹性模量与内结合强度明显提高;提高蒸汽压力及延长喷蒸时间,能明显降低无胶碎料板的吸水厚度膨胀率.     

海莲子秸秆材性的研究

通过对海蓬子秸秆显微观察表明,海蓬子秸秆结构为散孔。导管单穿孔,导管壁纹孔为具缘纹孔;薄壁组织稀少,几乎不见。木纤维壁薄,为韧型纤维;对海蓬子秸秆化学组成成分分析表明,海蓬子的化学成分与木材相似,主要是纤维素、半纤维素和木质素;秸秆综纤维素含量为57.21%,木质素含量为20.11%,灰分含量为6.27%。由电子自旋共振仪测得,海蓬子秸秆碎料的自由基浓度高于海蓬子秸秆的自由基浓度。经粉碎后,海蓬子秸秆形态变小,自由基浓度增加,更利于提高其胶合强度。傅立叶红外光谱分析表明,海蓬子秸秆结构中含-CH_3、-CH_2、-OH及-C=O等官能团,经粉碎后,羟基缔合程度有所降低,游离羟基数目有所增加;表面自由能的测定表明,海蓬子碎料的表面自由能约为26.4ml/m~2,远低于木材,但是高于稻草。     

棉秆与麦草蒸煮反应的动力学比较

比较了棉秆和麦草蒸煮反应的脱木质素速率常数,提出一种研究蒸煮反应动力学的实验和计算新方法。通过对不同恒温条件下的反应速率常数计算,采用与实际蒸煮反应相同的液比,用较短时间周期的有效碱浓度变化值和木质素含量变化值计算得出了两种原料烧碱-蒽醌法蒸煮反应的活化能。棉秆烧碱-蒽醌法蒸煮反应的活化能和麦草烧碱-蒽醌法蒸煮反应的活化能在整个脱木质素阶段基本是不变的。麦草烧碱-蒽醌蒸煮反应的活化能为51.0 kJ/mol。棉秆烧碱-蒽醌法蒸煮反应的活化能是138.1 kJ/mol,高于麦草蒸煮反应活化能,说明麦草蒸煮脱木质素反应比棉秆更容易。     

红麻秆无胶碎料板的研究

制定了红麻秆(Hibiscus cannabinus)材料在无任何添加剂的条件下制作无胶碎料板的相关工艺,探讨了红麻杆无胶碎料板的密度与其物理力学性能(静曲强度、内结合强度、吸水厚度膨胀率)间的关系,根据国家标准GB/T4897.2-2003干燥状态下使用的普通刨花板要求评价了红麻杆无胶碎料板的性能,结果表明:当密度大于0.7g/cm3时,红麻秆无胶碎料板的性能即能够满足标准要求。并使用傅里叶红外光谱研究了其在热压过程中的官能团变化,进而初步分析红麻秆无胶碎料板的胶合机理。     

酶处理对麦秸表面胶合性能的影响

研究麦秸单元经过纤维素酶和半纤维素酶处理后的表面润湿性能、化学基团和胶合强度的变化.结果表明:在试验区间内,随着纤维素酶和半纤维素酶用量的增加,麦秸的表面胶合强度逐渐上升,UF树脂对麦秸表面接触角逐渐减小;酶处理时间的延长,有利于麦秸表面胶合强度的提高.     

汽爆压力对无胶棉秆纤维板性能的影响

不添加任何化学助剂,在不同汽爆压力下进行棉秆解纤,将解纤后的纤维热压制成无胶纤维板.分析了汽爆压力对棉秆纤维形态、化学成分以及无胶纤维板产品性能的影响.结果表明,随着汽爆压力的增大,纤维分离程度提高,纤维中游离酸、游离糖及游离醇的质量分数含量增加,试板的内结合强度增大,但静曲强度和弹性模量则减小.     

Study on Surface Wettability of Wheat Straw

INTRODUCTIONSome scientists and specialists think that agriculturalresidues are the second forest resource in China.Straw boards use the agricultural residues, such aswheat straw, rice straw and so on, as main rawmaterial, which are one-year-growth plants and veryrich in China. Producing straw boards can increasewood resource and decrease consumption of wood(Zhou Dingguo, et al, 2000).Wetting is a term to describe what happens when aliquid meets with a solid surface. The surface contact…     

麦秸秆成分剖析及其胶合性能的研究

以麦秸为研究对象,将其解剖分层,采用化学分析和现代仪器分析相结合,对其各层进行成分分析,找出其最大差别.同时针对其表面的特殊性,采用两大类共7种不同的偶联剂对其进行处理,以探讨其胶合性能的变化情况.结果表明,与整秆相比,麦秸外层厚度约占20%,其各组分含量均有不同程度的差异,其中灰分含量比整秆高17.2%,而灰分中的SiO2含量更是明显高于整秆的一倍多,苯酚-乙醇(苯-醇)可溶物含量比麦秸整秆的高21.95%;电子自旋共振波谱仪(ESR)测试麦秸整秆的自由基比外层要高,扫描电镜(SEM)可看出麦秆外表面光滑,内表面没有角质层,利于胶滴的润湿、扩散和渗透.偶联剂KH-550对麦秸各层面的胶合均较好,尤其是对外表面的胶合强度提高很大,其他类偶联剂无明显效果.     

微波和辐照处理对加拿大一枝黄花杆表面性能的影响

选取加拿大一枝黄花杆为研究对象,利用红外光谱法和扫描电镜技术,研究微波和辐照处理对材料表面性能的影响。结果表明:(1)由红外光谱分析可知:经过微波和辐照处理后,与未处理材比较,一枝黄花杆的化学成分变化都不明显;(2)用扫描电镜观察纤维细胞结构可以看到,经过处理后材料的表面结构都受到了损伤,较之微波处理,辐照处理效果更明显一些;(3)材料表面聚积着一定量的二氧化硅(1070～800cm~(-1)),一枝黄花杆表面的羟基(3416cm~(-1))物质较少。