打浆过程纤维性能和微晶结构的变化研究

在实验条件下,通过用广角X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)研究了未漂白硫酸盐桉木浆纤维经历了打浆过程之后,纤维的保水值、物理性能和微晶结构以及不同形式氢键含量的变化情况。研究结果表明,打浆能使纸张的撕裂指数、耐破指数和抗张指数最高分别提高了46.83%、19.46%和63.9%;同时纤维的润胀性能得到较大的提高。XRD的结果显示晶面尺寸和结晶度在打浆过程中都发生了相应的变化,但纤维素的晶型并没有发生变化,只是氢键的类型相互转化了。分子间氢键和分子内氢键的相对含量的变化,证实了分子间氢键力对纤维素链间稳定起着主要作用,而分子内氢键处于辅助地位。     

竹原纤维微观形态及聚集态结构的研究

研究竹原纤维的微观形态及聚集态结构。利用光学显微镜、扫描电子显微镜及红外光谱对竹原纤维的形态结构和聚集态结构进行了测试,并与苎麻纤维、亚麻纤维和棉纤维作以对比。结果表明：竹原纤维呈圆柱形,有沟槽、裂缝和明显的横向节纹;竹原纤维的次生层呈现3层同心层结构,次生外层微纤的取向角很小,与纤维轴近乎平行排列;竹原纤维的结晶度和侧向有序指数与苎麻纤维相近,高于棉纤维;红外光谱的二次微分图也表明竹原纤维具有更强的分子间的氢键,纤维素的晶型以Iβ为主,其Iβ的含量高于亚麻纤维。     

回用过程对二次纤维聚集态结构和成纸性能的影响

采用XRD、FT-IR以及NMR研究了桉木纤维经多次回用后聚集态结构的变化规律,进一步研究了聚集态结构改变对成纸性能的影响。结果表明:随着回用次数的增加,纤维素的结晶度增大,002面微晶尺寸随着回用次数的增加而增加,红外结晶指数增大并且和结晶度有很好的一致性;而NMR研究计算得到的结晶度明显小于XRD计算得到的结晶度,可能对于13CNMR,只有晶区内的部分才看做结晶区;回用后抗张指数和耐破指数减少,经过5次回用后抗张指数和耐破指数分别下降了61.61%、10.57%,撕裂指数先增大后减小,5次回用后,下降了33.07%。由于回用导致纤维聚集态结构中的晶区和非晶区的比例发生了变化,这种聚集态结构的变化最终导致了成纸性能的衰变。     

综纤维素氢键模式的研究

用广角X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)的高斯函数分峰拟合法研究了桉木浆综纤维素稀酸水解去除无定形区过程中晶型和氢键模式的变化。研究结果表明,稀酸水解前后,纤维素的结晶度和晶面尺寸增大,桉木浆综纤维素、盐酸水解桉木浆综纤维素和硫酸水解桉木浆综纤维素中分子间氢键的相对含量分别为48.15%、77.07%、55.22%,证实纤维素链间主要靠分子间氢键结合,稳定纤维素链;分子内氢键处于辅助地位。稀盐酸水解纤维素无定形区前后,分子内氢键的强度分别从10.05%下降到4.19%,41.78%下降到18.74%,分子间氢键的强度则从48.15%上升到77.07%。稀硫酸水解纤维素无定形区前后,分子内氢键强度分别从10.05%下降到7.63%,41.78%下降到37.15%,分子间氢键强度则从48.15%上升到55.22%。稀酸水解前后,纤维素的晶型不变,只是发生氢键类型的相互转化。     

水溶性维纶的结构及对含二次纤维纸张强度的影响

利用扫描电镜X－射线衍射、傅利叶变换红外光谱、DSC等测试手段对水溶性维纶纤维的形貌结构、聚集态结构、化学结构特点及热性能作了分析，并对二次纤维回用过程中添加水溶性维纶纤维对纸张强度的影响进行了研究。结果表明，二次纤维抄造过程添加水溶性维纶纤维可以明显改善纸张强度性质，其裂断长、撕裂指数和环压强度均有提高。     

纤维素改性及其在肉制品中应用研究进展

纤维素(Cellulose)是存在于自然界中的一种丰富的可再生资源,但由于分子内和分子间氢键作用及高度结晶的聚集态结构,使得天然纤维素难溶于大多数溶剂,限制了纤维素的开发与应用。纤维素改性后在保持原有特性的基础之上,又具有引入羟基、酰胺基、氨基等活性官能团赋予的新性能,结晶度和聚合度明显降低,能够在食品生产中赋予产品优良的品质,受到越来越多国内外研究学者的广泛关注。本文综述了改性纤维素的种类和特性、与肉类蛋白质间的相互作用及其在肉制品中的应用,并提出了目前存在的问题和未来发展方向,为进一步深入研究改性纤维素提供参考,推动纤维素的高值化利用。     

干燥和压榨作用下纤维素水解障碍机理

用广角X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)的高斯函数分峰拟合法研究了植物纤维在干燥和压榨过程中晶型和氢键模式的变化。研究结果表明,随干燥温度和压榨压力的升高,纤维素的结晶度和结晶尺寸增大,证实纤维素链间主要靠分子间氢键结合在一起,稳定纤维素链,而分子内氢键处于辅助地位;随干燥温度的升高,纤维素无定形区的有序化增强,向结晶区转化,而在压力作用下纤维素晶区间存在相互结合;经过不同干燥温度和压榨压力处理后,植物纤维纤维素的水解率下降,葡萄糖产率也随之降低。     

Nata气凝胶的制备及其结构分析

以Nata为原料,通过冷冻干燥制备了密度为30 mg/cm-3的具有三维多孔结构和良好韧性的Nata气凝胶,并使用X射线衍射(XRD),傅立叶红外光谱(FT-IR),扫描电镜(SEM),热重分析法(TGA)对其形貌结构,超分子结构、晶体结构及热性质进行表征。XRD谱图表明Nata气凝胶中纤维素超分子结晶形态为纤维素I,具有比Nata和微晶纤维素更高的相对结晶度和更大晶粒尺寸;FT-IR光谱表明,没有新的官能团产生,计算出红外结晶指数比微晶纤维素大,结果与XRD一致;对FTIR光谱特征峰进行分峰拟合,3100~3600cm-1分峰拟合分子间氢键和分子内氢键变化,气凝胶中纤维素分子内氢键O(2)H...O(6)强度减弱,O(3)H...O(5)强度增大,分子间氢键O(6)H...O(3')强度增加;660~760 cm-1进行分峰拟合,纤维素Iα含量为92.18%;SEM显示该气凝胶中存在大量的孔隙;TGA显示:热分解温度为322.07℃,热稳定性优于Nata和MCC。     

二次纤维角质化问题

纤维经不断回用会发生不可逆的角质化。本文系统回顾了二次纤维回用时的角质化理论，包括角质化机理以及角质化的影响因素。     

黄麻纤维清洁化改性处理研究进展

黄麻纤维内部的纤维素、半纤维素、木质素、果胶间交联结构、纤维素结晶结构、分子间及分子内氢键作用直接影响其反应活性。对黄麻纤维进行改性处理以提高反应可及性是拓宽其应用范围的主要手段。介绍了黄麻纤维的结构特点和化学法改性的研究现状,总结了利用生物酶、超临界CO_2流体和离子液体进行黄麻清洁化改性的国内外研究进展,指出高效、绿色的改性方法是黄麻改性加工的重点研究方向。     

超声波对再生植物纤维结构及其水解反应影响的研究

通过研究超声处理前后再生植物纤维结晶结构、纤维粒度、空隙及分布变化,分析超声波预处理对再生植物纤维水解的影响机理。傅里叶红外光谱(FI-IR)、X-衍射(XRD)分析表明超声处理对再生植物纤维结晶结构影响较小。由粒度变化趋势说明,超声波对再生植物纤维表现为细纤维化和润胀作用。空隙大小的改变,表明超声处理能够激活封闭的空隙结构。同时纤维保水性能随超声处理时间增加而增加。超声处理增加了反应的有效接触面积是促进再生植物纤维水解主要因素,而不是改变其结晶结构。     

Physicochemical,tensile, and thermal characterization of new natural cellulosic fibers from the stems of Sida cordifolia

Natural fibers are the one worthy substitute for replacing synthetic fibers and used as a polymer reinforcement due to their eco-friendly nature. This investigation deals with the newly identified Sida cordifolia fibers (SCFs) characterized by chemical analysis, single fiber tensile test, thermogravimetric analysis (TGA/DTG), Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR) analysis, X-ray diffraction (XRD), and atomic force microscopy (AFM). The chemical constituents of SCFs contains cellulose (69.52%), hemicellulose (17.63%), and lignin (18.02. %). The SCFs are thermally stable up to a temperature of 338.2°C evidenced by TGA analysis. The X-ray diffraction confirmed that SCFs were rich in cellulose fraction with a crystallinity index of 56.92%.     

Properties of recycled poly (ethylene terephthalate) (PET)/hyperbranched polyester (HBPET) composite fibers

Hyperbranched polyester (HBPET) with aliphatic–aromatic structure was synthesized and extruded with recycled poly (ethylene terephthalate) (RPET) chips obtained from used water bottles, with ratio of 0.5% and 1?wt% of HBPET. Filament fibers from pure recycled PET (RPET-0) and (RPET-0.5 and RPET-1) composite were spun using a melt spinning process and drawn by a thermal drawing process to improve their mechanical properties. The effects of addition of HBPET on the properties of produced fibers as well as draw ratio are investigated by means of differential scanning calorimetry (DSC), wide-angle X-ray diffraction (XRD), universal tensile analysis, and sonic velocity. It was found that mechanical properties of the (RPET-0.5 and RPET-1) fibers were improved with respect to pure recycled PET (PET-0) fibers. Moreover, the crystallinity of composites fibers was also increased with an increasing of HBPET content. The improvement in mechanical properties may be due to the increase of orientation of fiber molecules along the fiber axis. Moreover, addition of HBPET serves as lubricant within recycled PET matrix which increased its mechanical properties.     

Evaluation of Structural,Tensile and Thermal Properties of Banana Fibers

Recognizing the importance of properties of the plant fibers for their use in polymeric composites and nonavailability of data on tensile, thermal, and other properties of banana fibers of Karnataka (India), a study was undertaken with the objective of determining some of these properties. This article presents determination of structural aspects of the fibers by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) techniques; obtaining stress-strain curves and tensile properties by tensile testing; finally, thermal properties by differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis. FTIR spectrum of banana fibers showed aromatic character, while XRD results indicated the fiber to have mainly the cellulose I structure and crystallinity index of 52%. Thermal-degradation details of fiber samples were revealed by thermal studies. Stress-strain curves of banana fibers suggested their brittle nature with moderate values of tensile strength, but low percentage elongation. Weibull analysis of obtained tensile strength values revealed variation of “characteristic strength” values from 3800 MPa at 99% reliability to 22,700 MPa with 0.01% reliability. Morphology studies revealed the number of defects along the length of the fiber, while fractured surface exhibited flat surface with intracellular fractures clearly indicating brittle nature of the fiber.     

水溶性PVA纤维的溶解过程及其影响因素分析

采用光学显微镜(OM)和X射线衍射(XRD),分析了完全醇解型聚乙烯醇(PVA)纤维的溶胀溶解过程.探讨了溶解温度、时间、碱剂(NaOH)和氧化剂(H2O2)对PVA纤维溶解性能的影响.结果表明:水分子渗入到纤维内部减弱无定形区的氢键作用引起纤维溶胀,纤维结晶区吸收能量破坏晶格,使水分子渗入晶区内部发生溶胀溶解.影响水溶性PVA纤维溶解性能的主要因素是溶解温度和溶解时间;Na+产生的凝聚作用抑制了PVA纤维的进一步溶解.     

磷酸溶液处理对对位芳纶纤维结构的影响

用黏度法、X射线衍射（XRD）、光学显微镜及扫描电镜（SEM）等测试手段对磷酸溶液处理前后对位芳纶纤维的相对分子质量、聚集态结构、形态结构进行了研究,探讨了磷酸溶液处理对对位芳纶纤维不同层次结构的影响。结果显示：未处理对位芳纶纤维的黏均相对分子质量为2．70万,用50％磷酸溶液处理4h后,其相对分子质量降低为2．38万;而其处理前后结晶度分别为58．24％、59．58％,变化不大。未处理对位芳纶纤维的表面光滑,经磷酸溶液处理后纤维原纤化作用明显,表面可观察到大量的微细纤维。     

Physicochemical properties of new cellulosic fiber extracted from Carica papaya bark

This article presents the characteristics of Carica papaya fibers (CPFs) extracted from the bark of the perennial papaya plant. Detailed chemical compositions of CPFs such as cellulose, lignin, ash, moisture, and wax contents were established and determined by using standard methods. Further, chemical groups, crystalline structure, surface roughness, and thermal stability of CPFs were examined using Fourier transform infrared analysis, X-ray diffraction, atomic force microscope, and thermogravimetric analysis, respectively. The physico-chemical properties of CPFs, crystallinity index (56.34%), cellulose content (38.71 wt. %), hemicellulose (11.8%), and density (943 kg/m³) were compared to those properties of other natural fibers. The results suggest that the biodegradable CPFs can be used as a potential reinforcemnet in the polymer matrix composite structure.     

莲纤维微观结构分析

为进一步认识莲纤维的微观结构,通过扫描电子显微镜、红外光谱和X衍射等测试方法,研究天然莲纤维的形态结构、微观结构和聚集态结构。莲纤维的纵向呈带状螺旋状转曲,有清晰的细微横纹,并且是由多根单丝纤维缔合组成的束纤维,莲单丝纤维的横截面呈圆形或近似圆形。当被外力抽取拉伸后,莲单丝纤维截面变小,由多根单丝纤维组成的束纤维形态变化为较复杂的形状。莲纤维主要成分为纤维素,属于典型纤维素Ⅰ结构,其结晶度为48%,取向度为60%。     

过氧化氢诱导的罗非鱼皮胶原纤维降解行为（Ⅰ）——降解过程中底物力学性质与聚集态结构的变化

分析过氧化氢诱导罗非鱼皮粗胶原纤维降解过程中,底物的力学性质、超显微结构、红外光谱及X射线衍射谱的变化。结果表明：在过氧化氢存在下,鱼皮胶原纤维的抗穿刺强度随加热时间呈指数下降,其力学变化规律可用指数函数Y=851.0e－0.001x（R2=0.996）拟合,拟合性好。扫描电子显微镜说明了鱼皮胶原纤维降解经过纤维束外膜层破坏溶化、纤维束松散断裂、微纤维解旋暴露3 个阶段。通过红外光谱和X射线衍射谱检测,说明加热使胶原分子内部作用力减弱,但未溶解物仍保持胶原的三股螺旋结构。