生物炭的制备及其对水相中阿司匹林的吸附性能研究

研究以花生壳、核桃壳、玉米秸秆为原料,经化学试剂活化及高温炭化制备出3种生物来源的生物炭,即花生壳生物炭(PSB)、核桃壳生物炭(WSB)和玉米秸秆生物炭(CSB)。对制备出的3种生物活性炭和商业活性炭进行酸碱改性处理,并以其作为吸附剂来去除水相中的阿司匹林(ASP),研究了活性炭种类、污染物初始浓度、活性炭投加量和改性pH对活性炭吸附性能的影响。结果表明,废弃的花生壳、玉米秸秆、核桃壳可以制备出孔隙结构发达的生物炭。向15.0 mL质量浓度200.0 mg/L的溶液中加入3.0 mg花生壳生物炭,对水相中阿司匹林的去除率可达72.61%;经过合理的改性处理,生物炭与商业活性炭的吸附性能均会有所提高;随着溶液中ASP初始浓度的增加,吸附率逐渐减小,且变化趋势基本保持一致。     

马来酸酐表面改性秸秆增强热塑性淀粉复合材料

首先用马来酸酐（MA）对小麦秸秆（WS）表面进行预处理,再经双螺杆挤出机在高温剪切作用下与玉米淀粉及增塑剂共混制备马来酸酐改性秸秆增强热塑性淀粉（MA-WS/TPS）复合材料,研究了MA的用量对MA-WS/TPS的力学性能,断面形貌,热稳定性和耐水性的影响。结果表明,WS经不同用量的MA改性后, 以1wt% 添加于MA-WS/TPS中,使复合材料的性能改善明显。当MA用量为4wt%时,其拉伸强度和断裂伸长率达到最佳（2.76MPa和158.24%）;热稳定性方面,MA改性使WS/TPS复合材料的最大热分解速率有所提高;此外,接触角结果表明, MA处理使得复合材料的耐水性显著提高,当MA用量为6wt%时,接触角可达到83.6°。综合性能以MA含量4wt%制得的复合材料最优。     

高密度聚乙烯/植物纤维复合材料性能研究

采用双螺杆挤出机制备了一系列的高密度聚乙烯(PE–HD)/木粉(WF)和PE–HD/秸秆粉(SF)复合材料,研究了马来酸酐接枝聚乙烯(PE-g-MAH)及丙烯酸酯接枝聚乙烯(PE-g-AE)的用量对复合材料的拉伸性能、冲击性能和熔体流动速率(MFR)的影响,并对PE–HD/WF与PE–HD/SF复合材料的性能进行了比较。结果表明,PEg-MAH和PE-g-AE均可增韧PE–HD/WF和PE–HD/SF复合材料,PE-g-AE的增韧效果总体上优于PE-g-MAH;PE-g-MAH和PE-g-AE降低了PE–HD/WF复合材料的拉伸强度,但对PE–HD/SF复合材料有一定的增强作用;PE-g-MAH和PE-g-AE可在一定程度上提高PE–HD/WF复合材料的MFR,而PE–HD/SF复合材料的MFR总体上随PE-g-AE用量增加而增大,随PE-g-MAH用量增加而减小;在PE-g-AE作用下,除拉伸强度外,PE–HD/SF复合材料的冲击强度、断裂伸长率、MFR总体上均高于PE–HD/WF复合材料;当PE-g-AE的用量为其与PE–HD总质量的5%时,PE–HD/SF复合材料的综合性能最佳。     

污泥与生物质共热解制备生物质炭工艺优化及吸附性能

通过污泥与秸秆（玉米秸秆、水稻秸秆、小麦秸秆、芝麻秸秆）慢速共热解的方法,在不同热解温度（300℃、400℃、500℃、600℃）、热解时间（0.5h、1h、1.5h、2h）及配比（污泥与生物质1∶0、1∶0.5、1∶1、1∶2）条件下制备4种生物质炭,即SCBC（污泥-玉米秸秆生物质炭）、SRBC（污泥-水稻秸秆生物质炭）、SWBC（污泥-小麦生物质炭）、SSBC（污泥-芝麻生物质炭）,研究了不同热解条件对生物质炭产率、pH、元素组成、表面特征、吸附性能的影响,并根据吸附性能筛选出各生物质炭的最优制备工艺。结果表明,热解温度为500℃、热解时间为2h、污泥与玉米秸秆、芝麻秸秆配比为1∶1时,污泥与水稻秸秆、小麦秸秆配比为1∶2时,制备的生物质炭吸附性能最优。最优制备工艺条件下,4种生物质炭吸附性能相比：SWBC > SRBC > SCBC > SSBC。     

硫酸钙晶须改性聚乙烯/聚酰胺6复合材料的热性能与力学性能研究

采用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）对硫酸钙晶须（CSW）进行化学改性制备GMA接枝的CSW （G⁃CSW）,通过红外光谱分析仪（FTIR）和热失重分析仪（TG）对G⁃CSW的化学结构和GMA负载量进行表征;将改性前后的硫酸钙晶须和高密度聚乙烯（PE⁃HD）和聚酰胺6（PA6）熔融共混以制备PE⁃HD/PA6/CSW复合材料,通过扫描电子显微镜（SEM）、差示扫描量热仪（DSC）、TG和万能试验机对复合材料进行分析。结果显示,具有桥接结构的PE⁃HD/PA6/G⁃CSW复合材料有更好的结晶性能、热稳定性和力学性能;由于CSW的长度大于PA6的直径,CSW在复合材料中穿过PA6相并插入PE⁃HD相中,形成桥接结构;G⁃CSW在复合材料结晶过程中有异相成核作用,有助于PA6的结晶过程,提高结晶度。     

玉米秸秆增强废胶粉复合材料的制备及界面改性

采用共混法制备了玉米秸秆/废胶粉复合材料,并以4种不同偶联剂（硅烷偶联剂KH 550、KH 590、Si 69和钛酸酯偶联剂HY 101）分别对复合材料进行界面改性,探讨了玉米秸秆的增强及偶联剂改性对复合材料力学性能、界面形貌和组成结构及热稳定性的影响。结果表明,玉米秸秆的加入可有效提高复合材料的力学性能。偶联剂改性处理明显改善了玉米秸秆与废胶粉基质间的界面结合,进一步提高了复合材料的力学性能、热稳定性和相容性。综合来看,当玉米秸秆用量为25份（质量）时,在四种偶联剂用量均为玉米秸秆质量分数6%的条件下,采用Si 69的改性效果最佳,KH 590次之,HY 101和KH 550的改性效果则较为一般。     

模压压力和温度对PE/麦秸秆发泡复合材料的影响

为探讨模压压力和温度对聚乙烯(PE)/麦秸秆发泡复合材料微观结构和性能的影响,以偶氮二甲酰胺(AC)为发泡剂模压制备PE/麦秸秆发泡复合材料,对比研究模压压力和温度对PE/麦秸秆发泡复合材料热导率、表观密度和吸水性能的影响,用体视显微镜观察材料的断面微观形貌,用傅立叶变换红外光谱分析探讨复合材料的化学结构。结果表明,当模压压力为10 MPa,模压温度为150℃时,PE/麦秸秆发泡复合材料内部泡孔结构均匀,热导率、表观密度和吸水率较小,麦秸秆和PE的界面结合较好,材料较致密。     

木质纤维填料对PE–HD基木塑复合材料热性能的影响

分别以木粉、竹粉、稻壳粉三种木质纤维为填料,高密度聚乙烯(PE–HD)为基体,采用模压成型法制备木塑复合材料,对复合材料的热膨胀性能和热失重特性进行了研究。结果表明,三种木质纤维填充PE–HD复合材料的线性热膨胀系数顺序为:PE–HD/木粉复合材料PE–HD/竹粉复合材料PE–HD/稻壳粉复合材料;PE–HD/木粉复合材料的线性热膨胀系数随着木粉含量的增加和木粉粒径的减小而减小,木粉质量分数为65%、粒径为150μm时,复合材料的线性热膨胀系数最小。PE–HD基木塑复合材料的热分解过程分为两个阶段,第一阶段主要为木质纤维分解阶段,第二阶段主要是PE–HD分解阶段;PE–HD/木粉复合材料起始失重温度高于竹粉和稻壳粉填充的复合材料;且PE–HD/木粉复合材料中木粉含量越高,第一阶段分解速率及失重量越大;木粉粒径越小,复合材料起始分解温度越低。     

不同秸秆生物炭的孔隙结构及其差异

基于低温氮气吸附的研究方法,对水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆制备的生物炭进行了孔结构研究,用BET方程、BJH方程和t-plot方法分别计算得到生物炭的比表面积、孔径分布和微孔数据,利用FHH模型计算了孔隙分形维数。研究表明：不同温度不同材料都对生物炭的孔结构有较大影响,随着热解温度的升高水稻秸秆生物炭和小麦秸秆生物炭的BET比表面积和总孔容呈先增加后降低的趋势,而玉米秸秆生物炭的孔隙度随着热解温度升高持续增加;3种秸秆生物炭的孔径分布均以中孔为主,孔隙内部以Ⅱ型孔为主;水稻秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆制备的生物炭都具有很好的分形特征,分形维数(D)分别为2.545 4~2.669 3、2.629 7~2.689 5、2.577 3~2.597 2,表明这3种生物炭孔隙结构比较复杂,非均质性强,其中水稻秸秆生物炭和小麦秸秆生物炭均在500 ℃条件下有较高的分形维数,分别是2.669 3和2.597 2,玉米秸秆生物炭则在700 ℃条件下有较高的分形维数,为2.689 5。     

聚乳酸/玉米秸秆粉复合材料的制备与性能研究

以聚乳酸(PLA)和玉米秸秆粉为主要原料,采用溶液浇铸法制备了PLA/玉米秸秆粉复合材料,研究了原料配比、偶联剂类型和用量对PLA/玉米秸秆粉复合材料的化学结构、界面相容性、热稳定性、力学性能和吸水性能的影响。结果表明,复合材料的力学性能随玉米秸秆粉的加入先增后降,当玉米秸秆粉的加入量为20%(质量分数,下同)时,复合材料的性能最佳;硅烷偶联剂(KH550)或钛酸酯的加入明显改善了玉米秸秆粉与PLA的相容性,有助于玉米秸秆粉与PLA的键合,提升了复合材料的力学性能和热稳定性、降低了吸水性能;当KH550的加入量为1.5%或钛酸酯的加入量为3%时,复合材料的综合性能分别达到最佳,且钛酸酯的作用效果明显优于KH550。     

双隔离结构聚乙烯/石墨烯导热复合材料的研究

采用聚二烯丙基二甲基氯化铵改性石墨烯纳米片、聚苯乙烯磺酸钠改性聚乙烯颗粒,通过静电诱导自组装和热压成型工艺制备了具有蜂窝状石墨烯框架的聚乙烯复合材料(N?PE?HD/P?GNPs).利用红外光谱仪、扫描电子显微镜、导热系数测试仪、电子拉力试验机对复合材料的改性状态、微观形貌、导热性能和力学性能等进行分析表征.结果表明,...     

PE⁃UHMW/海泡石纤维复合材料的力学性能与摩擦学性能研究

采用硅烷偶联剂KH550对海泡石纤维（Sep）进行了改性,采用平板硫化机通过热压成型法制备了超高分子量聚乙烯（PE?UHMW）/Sep和PE?UHMW/改性海泡石纤维（O?Sep）复合材料,并通过红外光谱仪（FTIR）、电子万能试验机、扫描电子显微镜（SEM）等对Sep 及O?Sep的表面结构和复合材料的力学性能、摩擦学性能及磨痕形貌进行了表征和测试。结果表明,O?Sep表面存在KH550分子,其在复合材料中分布比Sep更为均匀;当O?Sep含量达到6 %（质量分数,下同）时,复合材料力学性能和摩擦学性能表现最佳,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量和冲击强度分别为32.1 MPa,171.2 MPa、138.3 GPa和17.62 kJ/mm²,比纯PE?UHMW分别提高了41.4 %、40.0 %、95.6 %和36.9 %;其摩擦因数和磨损量分别为0.124和 0.1 mg,比纯PE?UHMW分别提高了77.1 %和80 %。     

基于二元接枝单体制备PE⁃HD相容剂、粘接树脂及其性能研究

以双螺杆挤出机熔融挤出为接枝方法,高密度聚乙烯(PE-HD)作为接枝主链,无味过氧化二异丙苯(BIBP)为引发剂,将马来酸二丁酯(DBM)和马来酸酐(MAH)两个极性单体进行复配接枝到PE-HD上,制备含有二元极性单体的相容剂PE-HD-g-(DBM-co-MAH);再将其与PE-HD、线形低密度聚乙烯(PE-LLD)...     

熔纺PE⁃UHMW/PE⁃HD共混纤维的力学性能和晶体结构研究

通过熔融纺丝工艺制备了拉伸强度为1.13 GPa的超高分子量聚乙烯（PE?UHMW）/高密度聚乙烯（PE?HD）共混纤维。采用差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、声速取向测试、纤维强度测试等方法研究了初生丝和纤维的晶体结构及力学性能。结果表明,将PE?UHMW与低熔体流动速率（MFR）的PE?HD共混后,提高了共混纤维的分子链取向度、结晶度及力学性能;由高度取向的分子链形成的晶粒可以在轴向上被有效拉伸,形成更规则和致密的晶体结构,从而提高了纤维的力学性能。     

改性剂及高密度聚乙烯插层和剥离蒙脱石的分子动力学模拟

为研究高密度聚乙烯/有机改性蒙脱石(PE-HD/OMMT)复合材料中改性剂及PE-HD对蒙脱石(MMT)插层和剥离的影响,采用分子动力学方法模拟了OMMT中不同负载量的十八烷基三甲基氯化铵阳离子(OTAC+)在MMT中的排列方式以及对MMT插层的影响.此外,搭建了PE-HD/OMMT复合材料模型,编写MS Perl脚本...     

以回收聚酯为主要原料的PET/PE合金片材的研制及应用

以自制接枝共聚相容剂,将回收聚对苯二甲酸乙二醇酯（rPET）分别与全新线性低密度聚乙烯（PE?LLD）和回收聚乙烯（rPE?HD）共混改性,采用具备免干燥和侧面强制喂料系统的同向双螺杆挤出机熔融挤出rPET/PE合金片材（rPET与PE质量比为80∶20）,研究了不同厚度合金片材的性能。结果表明,使用rPET制备的合金片材产品外观品质保持较好; rPET/PE合金片材具有良好的力学性能,其中拉伸强度大于39 MPa,断裂伸长率随片材厚度增加而递减,厚度为2.5 mm的rPET/rPE合金片材拉伸强度为39.7 MPa,断裂伸长率为21 %,冲击强度为12 kJ/m²,适合应用于吸塑箱包、土工格室等;免干燥和侧面强制喂料系统,可以减少合金片材加工流程,节约能源,设备产量提了117 %。     

壳聚糖/ZIF⁃67杂化物的制备及其对环氧树脂阻燃抑烟性能的影响

为了提高环氧树脂（EP）的阻燃抑烟性能,采用共沉淀法将类沸石咪唑酯骨架材料ZIF⁃67负载到壳聚糖（CS）表面,通过傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜 （SEM）对其结构和形貌进行分析,结果表明杂化物CS⁃ZIF⁃67成功制备。将不同比例的CS⁃ZIF⁃67添加到EP中,研究其对EP阻燃抑烟性能的影响。结果表明,与纯的EP相比,CS⁃ZIF⁃67的加入可以提高EP复合材料的垂直燃烧UL 94等级和极限氧指数（LOI）、降低EP复合材料的热释放速率（HRR）和烟释放速率（SPR）,提高复合材料燃烧后的残炭量,CS⁃ZIF⁃67的加入可以有效提高EP的阻燃抑烟性能。对EP复合材料燃烧后的残炭进行SEM和Laman光谱分析。结果表明,CS⁃ZIF⁃67的加入,使得残炭的石墨化程度提高,EP燃烧时能形成更加致密的炭层,从而起到阻燃抑烟的作用。     

端羧基修饰单宁酸/没食子酸环氧树脂复合材料的制备与性能研究

通过A₂+B₃一步法及缩聚反应分别制备生物质超支化聚合物 （CTMTA）和没食子酸环氧树脂（GAER）,采用熔融共混法制备了没食子酸环氧树脂（GAER）/甲基四氢苯酐（MTHPA）/2?甲基咪唑（2?MI）/ 超支化聚合物 （CTMTA）复合材料。利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、核磁共振仪（¹H?NMR）、差示扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、力学性能和吸水率等试验,研究了CTMTA 含量对GAER/MTHPA/2?MI复合体系性能的影响。结果表明,CTMTA的加入能提高复合体系的力学性能和吸水率,降低复合体系的固化温度。当CTMTA含量为1.5 %（质量分数,下同）时,GAER/MTHPA/2?MI/CTMTA复合体系的力学性能和吸水率最佳,拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度和吸水率分别比GAER/MTHPA/2?MI体系提高了33 %、37 %、47.6 %和45.5 %。GAER/MTHPA/2?MI/CTMTA复合体系的最佳固化工艺参数为110 ℃/20 min。     

偶联剂对PLA/PBAT/WF复合材料3D打印性能的影响

以聚乳酸（PLA）和聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）为基体，杨木粉（WF）为填充增强材料，使用混炼机熔融共混制备PLA/PBAT/WF复合材料，采用熔融沉积成型（FDM）技术制备标准实验试样，通过扫描电子显微镜、红外光谱分析、旋转流变测试以及力学试验等方法，研究不同含量的硅烷偶联剂KH550对PLA/PBAT共混物以及PLA/PBAT/WF的相容性、流变性及力学性能的影响。结果表明，在偶联剂用量为3 %（质量分数，下同）时，拉伸强度提高了136 %；偶联剂KH550与 PLA和PBAT共价键偶联生成接枝聚合物，二者相容性得到提高；同时偶联剂与WF表面羟基发生缩聚反应有效的改善了其与PLA/PBAT的基体相容性，PLA/PBAT/WF复合材料的FDM的制件力学性能得到较大提升；复合材料的黏度随偶联剂含量的增加呈下降的趋势，含量为3 %时线材的综合打印性能及制品质量最佳。