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.     

异氰酸酯胶麦秸刨花板密度对力学性能的影响

着重讨论了密度对异氰酸酯胶麦秸刨花板各项力学性能的影响。得出试验结论，密度与各项力学性能呈多项式回归关系；当施胶量为４％时，密度为０．６ｇ／ｃｍ３的麦秸刨花板的力学性能完全满足国家标准要求；生产０．６ｇ／ｃｍ３的麦秸刨花板，在技术上是可靠的，在经济上是合理的。     

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.     

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。     

MAPE相容剂对麦秸／聚乙烯复合材料力学性能影响的研究

采用一步法连续挤出技术将麦秸粉和高密度聚乙烯复合制备木塑复合材料,并用马来酸酐接枝聚乙烯共聚物（MAPE）作为相客剂,研究其加入量对力学性能的影响。M-APE的加入对复合材料的拉伸、弯曲和冲击强度均有较大改善,且MAPE的加入量为9～12份时复合材料的力学性能达到最大值,扫描电镜所得的界面微观特征图也证明了这一点。     

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.     

二次正交旋转试验对麦秸塑料复合材料冲击强度影响

选用农作物秸秆-麦秸粉和热塑性塑料-高密度聚乙烯（HDPE）为原料,添加马来酸酐接枝聚乙烯（MAPE）为改性剂,利用单双螺杆挤出机组,采用熔融挤出方式制备麦秸塑料复合材料。在其它条件固定的情况下,研究双螺杆挤出机温度、转速和麦秸粉含量等因素对麦秸塑料复合材料冲击强度的影响,设计二次正交旋转回归组合试验方案对双螺杆挤出工艺进行优化。麦秸塑料复合材料的冲击强度与双螺杆挤出机的温度和转速以及原料中麦秸粉添加比例存在一定的相关性,通过试验建立了麦秸塑料复合材料冲击强度（y）对双螺杆挤出机温度（x1）、转速（x2）、麦秸粉比例（x3）三个试验因素之间的正交回归模型方程：y=17．98106—0．82505x1^2-0．94349x2^2-1．00182x3^2;;从模型推知,当温度为160℃、双螺杆转速为30rpm和麦秸粉用量为60％时,冲击强度达到最大值17．98kJ／m2,实验验证结果与模型值相符。研究结果对提高麦秸塑料复合材料冲击强度和优化工艺参数具有重要的指导意义和应用价值。     

高温热处理杨木粉对木塑复合材料界面结合性能影响北大核心

研究了不同粒径杨木粉在200℃高温炭化前后对木塑复合材料(WPC)界面结合性能的影响,结果表明:木粉通过200℃炭化处理改性后。WPC界面结合性能显著提升。80目下样品的弯曲强度和弯曲模量提升效果最佳,分别提升了24.28%和43.07%;40目和80目下样品拉伸强度的提升效果明显,分别提升了13.44%和13.19%;吸水率显著降低,40、60、80目样品对应的最大吸水率分别从8.49%、6.67%和4.92%降至2.75%、2.66%和2.53%,密度也随木粉目数的增加而增加。     

双官能团界面改性剂对WPC综合性能的影响

采用新型双官能团偶联剂对木粉进行表面处理,并通过单因素法研究偶联剂种类和含量对材料综合性能的影响,并结合扫描电镜进行了微观形貌分析。结果表明:新型双官能团偶联剂有优于传统偶联剂的改性效果。当添加量为0.8%时,木粉与PVC树脂相容性达到较理想状态,抗弯强度、抗弯弹性模量、冲击韧性和拉伸强度达到最佳值,分别为35.76MPa,2 378.32MPa,1 5.08kJ/m~2,14.01MPa。     

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。     

麦秸/聚苯乙烯复合材料工艺参数研究

以麦秸和废旧聚苯乙烯塑料为原料,采用冷混-热压工艺,通过正交试验和单因子试验,研究热压时间、热压温度、复合材料密度、聚苯乙烯比例和施胶量等工艺参数对麦秸/聚苯乙烯复合材料性能的影响.结果表明:热压时间7 min、热压温度190℃、聚苯乙烯比例为35%、施胶量3%、复合材料密度0.6 g·cm-3和0.65 g·cm-3时,压制出的麦秸/聚苯乙烯复合材料各项物理力学性能指标达到刨花板国家标准(GB/T 4897.1-4897.7-2003)要求,确定了试验的最佳工艺参数和工艺条件.     

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。     

Influences of Enzyme Treatment on Surface Wettabilities and Gluing Properties of Poplar and Wheat Straw

The biology treatment of cellulases or hemicellulases is used in this paper. The effects of cell ulases and hemicellulases on surface wettability and gluing property of poplar and wheat straw were investigated. It was found that the surface contact angles of poplar and wheat straw were reduced and the surface free energies were increased after treatment by these enzymes. The gluing strengths of popular and wheat straw were enhanced with the increases of the dosage of enzymes and the time of enzymatic treatment.     

木聚糖酶处理对麦草化学组成及其纸浆纤维长度的影响

研究了木聚糖酶预处理对麦草的化学组成及其化学浆纤维长度的影响。结果表明,木聚糖酶酶处理后原料的热水抽出物和1%NaOH抽出物含量增加,乙醇-苯酚(苯-醇)抽出物含量有所降低,酶处理对原料中酸不溶木质素含量影响很小,但聚戊糖含量降低。延长酶处理时间,对酶处理最终结果影响不大。酶处理后的稀碱抽提可以有效地降低原料中的木质素和聚戊糖含量。与对照样品相比,酶处理后麦草化学浆的纤维长度有所增加。上述结果从理论上解释了酶法制浆过程中出现的一些现象。     

热磨条件对麦秸中密度纤维板性能的影响

在不同的热磨条件下(蒸汽压力为0.4、0.6、0.8、1.0MPa,磨盘转数为2 500r/min和3 000r/min),将麦秸原料分离成纤维,并试制了相应的麦秸中密度纤维板,对比分析了不同的热磨条件对麦秸中密度纤维板的内结合强度、弯曲性能、吸水性能、表面硬度和边部握螺钉力的影响。结果表明,不同的热磨条件下分离得到的麦秸纤维形态存在差异,纤维的强度和形态对麦秸中密度纤维板的物理力学性能影响较大。当蒸汽压力为0.8MPa,磨盘转数为3 000r/min,麦秸中密度纤维板的各项性能得刮改善。     

绿液预处理对麦草化学成分及酶水解糖化的影响

主要探讨在不同温度、用碱量和硫化度条件下绿液预处理对麦草化学成分及酶水解效率的影响。随着预处理用碱量和硫化度的提高木质素的脱除率增加,但同时也加剧了碳水化合物的降解,导致麦草浆得率下降。绿液预处理废液的pH值小于9.5,弱碱介质可以减少碳水化合物的降解,同时避免禾草原料含量较高的硅溶解在黑液中,有利于废液的碱回收利用。预处理后浆料经过由纤维素酶、木聚糖酶和β-葡萄糖苷酶组合而成的混合酶液水解,纤维素酶用量从5 FPU/g增加到10 FPU/g时,总糖得率及转化率显著增加。在酶用量为10 FPU/g条件下经过48 h的酶水解后,温度130℃、用碱量8%、硫化度40%条件下的预处理浆料总糖得率达到最大值43%,总糖转化率为73.1%。