高孔隙率三维结构木材构建功能复合材料的研究进展

木材兼具生态友好性和再生性,是符合可持续发展的生态材料。通过选择性去除半纤维素和木质素,将木材制备成具备高孔隙率的三维结构木材,可充分发挥其孔隙率高、纤维排布有序、比表面积大等特点,同时保留木材本身生物相容性好、各向异性突出等优势,在柔性电子设备、污染治理、智能窗户、生物医学、锂电池和建筑材料等领域具有潜在发展潜力。本文总结了以柔性木材、透明木材、木材海绵、碳化木材、木材水凝胶和致密化木材为代表的功能性高孔隙率三维结构木材的形成机制及制备方法,指出了存在的问题,探讨其未来的研究发展方向,以期为新型木基功能材料的研究提供新思路。      

自分层有机硅丙烯酸树脂的合成研究

采用两种不同的乳液聚合工艺,以反应性有机硅单体为原料进行自分层有机硅改性丙烯酸酯乳液的合成研究。探讨了乳化剂以及有机硅种类、用量对乳液性能的影响,并对涂膜表面进行红外光谱及润湿性分析。结果表明:以乙烯基三甲氧基硅烷为单体,阴离子型乳化剂(十二烷基苯磺酸钠)和非离子型乳化剂(OP-10)作为复合乳化剂体系,采用种子乳液为基础的预乳化工艺制备的有机硅丙乳液性能稳定、成膜性优异。当有机硅用量为12g时,所得到的以有机硅丙烯酸树脂为主体的表层涂膜,具有较好的自分层效果,有利于实现自清洁作用。     

胆碱类低共熔溶剂提取分离丝瓜络纤维素的研究

分别采用氯化胆碱-尿素（ChCl-Ua）和氯化胆碱-草酸（ChCl-Oa）2种胆碱类低共熔溶剂（DES）提取分离丝瓜络纤维素,探讨了这2种DES提取分离丝瓜络纤维素的工艺。结果表明,这2种DES对丝瓜络纤维素提取分离的效果具有显著差异,其中ChCl-Oa DES提取分离丝瓜络纤维素的条件更温和、效果更佳,90℃下反应2.5 h,丝瓜络的纤维素含量可增加到76.41%,半纤维素和木质素的去除率分别为68.4%和63.9%。与未处理的丝瓜络相比,经过ChCl-Oa DES处理后的样品表面变得粗糙不规整,且内部纤维裸露可见。XRD分析结果表明,经这2种DES处理后的丝瓜络的纤维素结晶结构并未改变,仍为纤维素Ι型,但由于半纤维素、木质素、无定形纤维素等非晶部分的溶解,导致结晶度增大。     

离子液处理过程中稻秸超微构造的变化

采用1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim][Cl])和氯化胆碱―尿素离子液处理稻秸,探讨离子液用量、处理温度、处理时间对稻秸分离率和表面形貌的影响规律。结果显示,[Bmim][Cl]和氯化胆碱―尿素离子液均能分离稻秸。分离过程中,处理温度对分离效果的影响显著高于时间。在110℃,[Bmim][Cl]和氯化胆碱―尿素离子液对稻秸的分离率相当,在130℃,氯化胆碱―尿素对稻秸的分离率显著高于[Bmim][Cl]离子液。经离子液处理后,稻秸中木素纤维素被溶出,二氧化硅含量增加。通过扫描电子显微镜观察,[Bmim][Cl]和氯化胆碱―尿素离子液分离稻秸时,离子液首先攻击稻秸的内表面,然后逐渐渗入到稻秸内部,从内表面贯穿到外表面,内表面破坏的程度高于外表面。经离子液分离后稻秸外表层颗粒物形貌基本保持不变。