纳米纤维素的疏水改性及应用研究进展

纳米纤维素作为一种性能优越的可再生纳米材料，应用前景极为广阔。然而，由于纳米纤维素结构上富含羟基，使其具有极强的亲水性，严重影响了纳米纤维素的疏水性能，并且在一定程度上限制了其在复合材料领域的应用。综述了纳米纤维素疏水改性的研究进展，从物理吸附、表面化学修饰（甲硅烷化、烷酰化、酯化等）、聚合物接枝共聚3个方面简述了目前应用较为广泛的疏水化改性方法，并对疏水纳米纤维素在包装材料、造纸、水净化等方面的应用现状进行了总结。最后对疏水改性纳米纤维素的未来发展进行了展望，旨在为疏水纳米纤维素的研究和应用提供参考。     

基于自适应阈值分割改进Canny算子的管道边缘检测方法研究

针对工厂中管道破损位置无法通过机器视觉准确判断的问题,提出一种基于自适应阈值分割改进Canny算子的管道边缘检测方法。该方法从滤波方式、梯度方向以及阈值分割角度对采集图像进行处理,首先采用采样-自适应中值滤波+双边滤波代替传统Canny算子中的高斯滤波,减少图像边缘信息丢失并去除图像中的噪声,然后增加梯度幅值的计算来更好地检测不同方向的边缘信息,最后为避免人工选取阈值效果不佳的情况,采用最大类间方差 (OTSU)阈值分割算 法进行阈值的自适应选取。实验表明,该方法相比于传统Canny算子的图像信噪比提升28.22%,边缘点数提升39.97%,四连通道数提升11.52%,八连通道数提升5.92%,提取特征完整且连续性较好,实现了对管道图像中破损情况的有效检测。     

迭香精油活性贴对鲜切猪肉保鲜效果的研究

目的 为了提高迷迭香精油(REO)的稳定性,开发出一种安全、便捷的实用型活性包装。方法 以迷迭香精油为活性成分,采用三步法(乳化、包埋、多层复合)制备出精油缓释活性贴,并验证其对鲜切猪肉的保鲜效果。结果 在4 ℃下,不同比例的迷迭香精油活性贴均可在一定程度上抑制鲜切猪肉的腐败变质,最佳处理效果的体积比为4∶6,贮藏至第6天时,猪肉的pH值、挥发性盐基氮(TVB–N)含量、硫代巴比妥酸(TBARS)值较空白对照(CK)分别降低了0.7 mg/g、0.073 1 mg/g、0.63 mg/kg;延缓了猪肉色度、汁液流失率、菌落总数(TVC)、感官品质的变化,可延长鲜切猪肉货架期2 d左右。结论 制备的缓释型活性贴具有稳定性好、操作简单易行的优势。作为绿色、可生物降解的包装材料,在食品保鲜领域具有潜在的应用价值。     

HDPE瓶顶部负载仿真分析

目的 针对一款吹塑成型的牛奶包装HDPE瓶易瘪瓶的问题,研究瓶体不同部位的厚度比对HDPE瓶顶部负载的影响,并轻量化设计HDPE瓶。方法 通过3D扫描获得HDPE瓶的3D实体模型,测量瓶体厚度,并在ABAQUS中构建不等壁厚的HDPE瓶壳体有限元模型,通过静压试验验证有限元模型的准确性。仿真分析厚度比对整瓶顶部负载能力的影响,并拓扑优化HDPE瓶材料分布。结果 顶部负载时,有限元模型仿真分析和实验得到的临界载荷和临界位移误差分别为2.49%和5.11%;结合厚度比优化与轻量化分析可知,HDPE瓶单瓶材料用量减少了12 g。结论 考虑了瓶体实际厚度的HDPE瓶有限元模型具有较高的准确度。在设计HDPE瓶时,应关注瓶体各部位的厚度组成,以获得更好的瓶体力学性能。     

全组分木质活性炭球的制备及其乙烯吸附性能研究

目的 制备全组分木质活性炭球,应用于乙烯吸附,筛选出乙烯吸附效果最好的活性炭球制备工艺。方法 以木材液化物为原料,探究不同的固化时间对制备的全组分木质活性炭球微观形貌的影响,利用场发射扫描电子显微镜观察其微观结构,通过氮气吸附-解析等温线计算样品孔径分布及其比表面积;使用气相色谱仪,结合乙烯吸附标准曲线,分析时间及吸附剂用量对4种活性炭球吸附乙烯性能的影响。结果 随着固化时间的增加,碳球表面趋于光滑、内部结构越来越致密,石墨化程度逐渐提高,比表面积和孔容逐渐减小。当固化时间为0.5 h时,比表面积高达2 073 m²/g,乙烯吸附量高达197.99 mg/g,约3 h达到吸附平衡。结论 全组分木质活性炭球能有效吸附乙烯气体,固化时间太长,活性炭球内部孔隙减少,不利于吸附乙烯气体。活性炭球孔容越大,乙烯吸附效果越好。     

影响生活用纸吸收性能的因素

介绍了生活用纸吸收性能的重要性,并从纤维、打浆、起皱、干燥、压花和结构6个因素阐述了对生活用纸吸收性能的影响。     

白腐菌Trametes sp. Lg-9粗酶液预处理对杨木SCMP性能的影响

研究了白腐菌Trametes sp. Lg-9粗酶液预处理对磺化化学机械浆（SCMP）性能的影响。结果表明：Lg-9粗酶液预处理可改善SCMP的打浆性能,降低打浆能量消耗,预处理后打浆的纤维平均长度增大,细小组分含量降低,宽度稍有增大。Trametes sp. Lg-9粗酶液预处理可提高SCMP白度,改善强度。Trametes sp. Lg-9粗酶液预处理的漂后浆纤维平均长度较长,细小组分含量较少,粗酶液用量大于8IU/g浆时,随着粗酶液用量的增大,纤维平均长度有所降低,细小组分含量有所提高。     

可再封袋集合包装生产线的设计与研究

可再封袋集合包装生产线旨在实现可再封袋的计数、装袋、装箱等工序,降低企业生产压力,提高计数准确率和生产效率。基于可再封袋的基本特点,采用差距输送以消除多袋重叠的问题;通过视觉检测剔除不合格产品;利用反射式光电传感器和计数器对其进行检测和计数;使用传送带和推送机构实现可再封袋的转向,经合流、装袋、装箱、贴标和堆码等工序后,将可再封袋输出;通过计算生产线节拍,合理规划每个工序的循环时间。     

纳米纤维素-可聚合低共熔溶剂离子导电弹性体的制备及性能研究

本研究采用紫外光引发原位聚合法将丙烯酸-氯化胆碱合成的可聚合低共熔溶剂（polymerizable deep eutectic solvents,PDES）与纤维素纳米纤丝（cellulose nanofibril,CNF）气凝胶结合,并引入植酸以增强CNF与PDES之间的结合作用,制得含有丰富的共价键和非共价键（氢键）的离子导电弹性体,通过多种现代仪器分析测试其性能。结果表明,该离子导电弹性体在机械性能（应力和应变分别可达0.38 MPa和1378%）、热稳定性、抗冻性、离子电导性（离子电导率可达3.9 mS/m）和紫外屏蔽性方面具有明显优势,同时具有一定的抗疲劳性和弹性,且基于其组装的柔性应变传感器对人体运动表现出快速、稳定、可逆的信号响应。     

辊式涂布法构建纸基牢固超疏水表面

采用辊式涂布的方法在纸基材料上构建超疏水表面，并对超疏水表面的牢固性、自清洁性和疏水性能进行评价。用γ-氨丙基三乙氧基硅烷和1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（POTS）对微米级和纳米级两种尺寸的TiO₂粒子进行疏水改性处理，然后将改性后的微/纳米TiO₂涂布在纸基材料表面。采用红外光谱（FTIR）对改性后的微/纳米TiO₂的化学组成进行了分析，采用扫描电镜（SEM）对涂布纸表面结构进行了表征，通过接触角、耐磨性和自洁净测试评价了涂层表面的超疏水性、牢固性和自清洁性。改性TiO₂的FTIR分析显示在1000～1500cm^-1之间出现多个C—F键的伸缩振动峰，表明POTS通过化学键与TiO₂表面发生了结合。涂布纸表面的SEM分析可以看出，纸基材料表面上均匀分布了微米和纳米尺寸的TiO₂颗粒，具备了类似荷叶表面微-纳结构的粗糙表面。涂层表面的水接触角为153°±1.5°，滚动角为3.5°±0.5°，水滴在涂层表面呈球形，极易滑落，涂层在水中浸泡7天后，接触角没有发生明显变化，表明纸张表面具备了优异的超疏水性能，且疏水稳定性较好。涂层表面经过10次循环磨损试验后，接触角仍能达到150°，滚动角为9°，表明机械摩擦没有对涂布纸表面的化学成分和粗糙结构造成明显的破坏，超疏水表面的牢固性较好。自洁净测试表明，涂布纸表面具有良好的自清洁和防污性能。该工艺过程操作简单，易于实现工业化生产，为在纸基表面构建综合性能优异的超疏水表面提供了一种新的便利途径。