茶生物质/聚丙烯复合材料的制备与性能研究

为高值化利用茶产业剩余物资源,以废弃茶生物质(Tea biomass,TB)为填料,聚丙烯(Polypropylene,PP)为基体,采用密炼-注塑工艺制备了TB/PP复合材料,考察了茶生物质填料种类、处理方式及其添加量对复合材料结构、形态及性能的影响。实验结果显示,以茶树枝为生物质填料制备的复合材料力学性能最佳,茶梗次之,茶叶最差;茶梗填料经水煮和马来酸酐接枝聚丙烯增容处理后,复合材料的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量及弯曲模量分别提高了23.4%、9.0%、16.9%和13.9%。SEM图片显示茶梗填料与基体界面相容性提高。随茶梗填料用量的增加,复合材料的拉伸模量、弯曲模量逐渐增大,而拉伸强度及断裂伸长率缓慢下降,吸水率增加,热性能得到改善。当TS添加量为30%(质量分数)时,复合材料的拉伸强度比PP减小7.3%,但弯曲强度、弯曲模量及拉伸模量则分别提高11%、86.1%和54.7%。浸水80h后吸水率为0.89%。     

侧链含氟聚丁二烯型水性聚氨酯的制备及性能研究

在合成端羟基聚丁二烯(HTPB)型水性聚氨酯(WPU)的基础上,以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为共聚单体,采用无皂乳液聚合法制备了侧链含氟HTPB型水性聚氨酯(FHWPU),并采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱分析(XPS)及接触角测试仪等对其结构与性能进行了表征。结果表明,分散液颗粒具有明显的核壳结构;DFMA添加质量分数为20%时,FHWPU的成膜性和贮存稳定性最佳;DFMA改性后的WPU胶膜表面氟元素存在富集,高温处理有助于含氟链段向胶膜表面迁移,经140℃热处理后,与未改性WPU膜相比,其水接触角增大了42.2%,表面自由能下降了60.9%。     

聚酰胺6/连续碳纤维复合材料的结晶行为

利用自行设计的浸渍装置,通过熔融浸渍法制备了连续碳纤维增强聚酰胺6(PA6/LCF)复合材料。研究了LCF对PA6/LCF复合材料结晶行为的影响。结果表明,LCF的加入对PA6基体具有异相成核作用,增容剂苯乙烯马来酸酐共聚物(SMAH)和聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的加入均能促进LCF对PA6基体的异相成核作用。PA6的等温结晶均相成核和异相成核共存,PA6/LCF复合材料则以异相成核结晶为主。非等温结晶研究表明,随着冷却速率的增加,PA6,PA6/LCF复合材料的结晶速率变大,半结晶时间降低。     

离子液体辅助双水相系统提取茶渣中茶多酚工艺优化

为发展一种绿色、高效及温和的茶多酚提取方法,采用离子液体(IL)辅助乙醇/硫酸铵双水相系统(ATPS)提取茶渣中的茶多酚,考察了离子液体结构和用量对茶多酚得率和抗氧化性的影响,对提取工艺进行了正交试验优化。结果显示,少量IL添加可提高乙醇/硫酸铵ATPS的分相能力及其对茶多酚的得率,但对提取液的抗氧化活性没有明显影响;咪唑型离子液体对提取茶多酚具有更好的促进作用,咪唑环上侧链越长,其茶多酚得率越高;[C₄mim]Cl辅助乙醇/硫酸铵ATPS对茶渣中茶多酚得率明显高于其他体系,且其提取液中儿茶素类组分含量更高。茶渣多酚最佳提取工艺为[C₄mim]Cl质量分数10%、硫酸铵质量分数30%、乙醇体积分数60%,料液比1∶40 g/mL及超声功率540 W,在此条件下,茶渣中茶多酚得率为85.31±1.25 mg·g-1。IL辅助双水相系统是一种有前景的茶多酚提取工艺,在保持茶多酚活性的同时,能获得较高的茶多酚得率和儿茶素类组分含量。     

茶粉/聚丙烯复合材料自然老化性能

为高值化利用茶产业剩余物,拓宽木塑复合材料中植物纤维来源,以茶粉（TD）为有机增强相,聚丙烯（PP）为基体,采用开炼-注塑工艺制备了TD/PP复合材料;为研究其户外应用及老化机制,采用户外自然老化形式考察了老化时间对TD/PP复合材料力学性能、材色及表面形貌的影响,并用FTIR分析了其老化机制。结果表明:与木材纤维相比,TD中纤维素含量更少,而各种形式的抽提物含量要高很多,纤维长径比更小。户外自然老化8个月后,TD/PP复合材料的亮度变化值、红绿轴色品指数变化值、黄蓝轴色品指数变化值及色差值分别为37.64、-10.40、-3.38和39.19;TD/PP复合材料的弯曲、缺口冲击强度、弯曲模量及硬度值分别降低了38.7%、42.4%、41.4%和9.14%。FTIR分析表明,在户外自然老化环境中,TD/PP复合材料中的PP分子链和TD中木质素组分发生了光照降解。SEM照片显示,随户外自然老化时间延长,TD/PP复合材料表面出现裂纹,且裂纹数量逐渐增多,深度和宽度增大,并且局部地方出现粉化现象。      

废EPS改性制备清香型乳液胶粘剂及粘接应用研究

以MAA(甲基丙烯酸)和PVA(聚乙烯醇)为主要原料,以BPO(过氧化苯甲酰)为引发剂,以乙酸乙酯、丙酮和废弃橙皮精油作为废EPS(聚苯乙烯泡沫塑料)的混合溶剂,制备了清香型废EPS改性胶粘剂。研究结果表明:当混合溶剂中V(乙酸乙酯)∶V(废弃橙皮精油)∶V(丙酮)=5∶3∶2时,其对废EPS的溶解力(8.20 g/10 mL)最强;采用正交试验法优选出制备废EPS改性胶粘剂的最佳工艺条件为w(EPS中MAA)=8%、w(EPS中BPO)=3%、反应温度70℃和w(胶液中PVA)=10.0%,此时改性胶粘剂胶接实木单板的剪切强度可达到0.825 MPa,并且其对织物纤维、纸张等胶接性能良好。     

用废EPS制备低毒清香型胶粘剂

以橙皮为原料提取精油并对其作GC分析,以精油、乙酸乙酯及丙酮作混合溶剂,用废聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)制备胶粘剂;对制备胶粘剂条件作了正交分析,比较了该胶与市售白乳胶的性能差异。结果表明,橙皮提取的精油中柠檬烯质量分数高达96%;V乙酸乙酯/V丙酮/V精油=5/2/3的混合溶剂,对废EPS的溶解力最强。制备胶粘剂最优条件为:乳化剂0.75g,MAA3.0g,酚醛树脂2.0g,BPO0.30g。制备的低毒清香型胶粘剂,剥离强度为0.35kN/m。     

造纸用水高度循环系统中微细纤维的絮凝与再利用

考察了氧化淀粉(OS)/阳离子聚合物(YJ)复合物对高度循环造纸用水的絮凝效果及废渣的抄纸性能。结果表明,OS/YJ复合物具有优良絮凝作用,其用量在100 mg/L时,絮凝效果最好。复合物中OS的氧化度对絮凝效果影响小,但YJ的相对分子质量的影响大。由OS3/YJ2复合物形成的废渣替代2%的纤维时,纸张的抗张强度提高8%,环压强度提高11%。     

茶粉/聚乳酸复合材料的增韧改性

为高值化利用茶产业剩余物资源,以茶粉（TD）为生物质填料,聚乳酸（PLA）为基体,以甘油（GL）、聚乙二醇400（PEG400）、环氧大豆油（ESO）和乙酰柠檬酸丁酯（ATBC）为增塑剂,制备了可降解TD/PLA增韧复合材料,并采用红外吸收光谱、热重分析、转矩流变仪、扫描电镜及力学性能测试等考察了增塑剂对TD/PLA复合材料结构与性能的影响。结果表明：4种增塑剂都可改善TD/PLA复合材料的加工流变性,GL的添加不利于复合材料韧性,PEG、ATBC及ESO的添加提高了复合材料韧性,其中ESO增韧效果最佳,其添加制备的复合材料断裂伸长率及缺口冲击强度分别提高了154.23%和65.53%,GL增韧效果最差,ATBC增韧后复合材料力学强度和模量最高。FTIR分析表明,ATBC和ESO可与PLA发生一定相互作用,使C-O键红外吸收峰位增大,其增韧后复合材料吸水率下降。ESO添加提高了TD/PLA复合材料的维卡软化点和热稳定性。SEM图片显示,TD/PLA/ESO复合材料断面粗糙,ESO分散较均匀,与PLA部分相容,而TD/PLA/GL复合材料断面出现严重相分离结构。该研究结果可为进一步探索聚乳酸基茶塑复合材料制备及应用提供试验数据和理论参考。