钙对生物质/塑料混合物共热解特性及动力学的影响

为了探究Ca²⁺对生物质/塑料混合物热解的影响,采用热重分析法研究了Ca²⁺浸渍酸洗玉米秸秆(ACS)/高密度聚乙烯(HDPE)混合物(AHM)的热解特性。结果表明,Ca²⁺的添加,使得AHM的初始分解温度以及第一失重峰对应温度均有所降低;此外,由于Ca²⁺的添加,AHM的第二失重峰对应温度基本不变,最大失重速率有所增加。在430~510℃高温阶段,AHM中ACS和HDPE间存在明显的协同效应(ΔW:-2.2~9.5),且Ca²⁺的添加促进了该协同作用。动力学分析表明,HDPE,ACS以及xCa-ACS可用单个一级反应描述(R²>0.97);xCa-AHM可用3个连续的一级反应来描述(R²>0.95)。此外,Ca²⁺的存在使得AHM第一阶段和第二阶段的活化能降低,第三阶段的活化能增大。     

农林废物生物炭/高密度聚乙烯复合材料的制备与性能

利用稻壳、杨木在600℃下制备稻壳炭、杨木炭,以稻壳、稻壳炭、杨木、杨木炭为填料填充高密度聚乙烯(HDPE)制备复合材料,并对其性能进行测试分析。结果表明,跟稻壳、杨木相比,稻壳炭、杨木炭具有较高的含碳量、较大的比表面积、发达的孔隙结构及较低的极性;稻壳炭/HDPE复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量分别为34.95 MPa、1.76 GPa、26.25 MPa、1.83 GPa,均高于稻壳/HDPE复合材料,杨木炭/HDPE复合材料的弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量分别为40.14 MPa、2.43 GPa、30.64 MPa、2.17 GPa,均高于杨木/HDPE复合材料;此外,稻壳炭/HDPE复合材料、杨木炭/HDPE复合材料的抗蠕变强度、抗应力松弛能力均高于稻壳/HDPE复合材料、杨木/HDPE复合材料。以上实验结果可为农林废物的高值化利用提供新的思路。      

山楂核/聚乙烯复合材料的力学性能与热性能

为了制备高强度的木塑复合材料(WPC),本研究以山楂核为增强体、以线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)三种不同的聚乙烯(PE)为基体,采用注塑成型的方法制备三种WPC(HLC、HHC、HUC)。并利用电子万能力学试验机、动态热机械分析仪(DMA)、差式扫描量热仪(DSC)、同步热分析仪(STA)对三种WPC进行力学性能与热性能的表征分析。实验结果表明:山楂核/HDPE复合材料(HHC)的力学性能最好,弯曲强度可达47.24 MPa,拉伸强度可达38.44 MPa,储能模量可达2 631.2 MPa;山楂核的加入有利于PE基体的熔融稳定性与早期结晶,但是会降低PE基体的热稳定性。该研究可为制备高强度的WPC提供有益的借鉴经验。     

甜高粱杆含量对甜高粱杆/高密度聚乙烯复合材料力学性能与热稳定性的影响

采用注塑成型法制备了甜高粱杆/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料,借助电子万能力学试验机、动态热机械分析仪、同步热分析仪以及扫描电镜等仪器,研究了甜高粱杆含量对甜高粱杆/HDPE复合材料力学性能及热稳定性的影响。结果表明:随着甜高粱杆含量的增加,甜高粱杆/HDPE复合材料的拉伸强度和弯曲强度均呈先增大后减小的趋势,但冲击强度逐渐降低;甜高粱杆的加入对甜高粱杆/HDPE复合材料的热稳定性影响较小。     

生物质/塑料共催化热解过程中HZSM-5失活分析

利用管式炉热解装置进行HZSM-5在线共催化热解玉米秸秆/高密度聚乙烯过程中的循环和再生利用实验,对玉米秸秆进行酸洗预处理,考察原料酸洗预处理对HZSM-5催化性能的影响。采用GC-MS（气相色谱-质谱联用仪）对生物油的化学组成进行分析,并对反应前、反应后以及再生催化剂进行TG（热重分析）、ICP-MS（电感耦合等离子体发射光谱仪）、SEM/EDS（场发射扫描电镜）、BET、NH₃-TPD（程序升温脱附技术）等表征分析。研究表明,HZSM-5催化玉米秸秆/高密度聚乙烯热解的主要产物为芳烃,随着催化剂重复利用次数的增加,芳烃含量逐渐降低,催化剂的比表面积、孔容、酸性等也随之降低,说明催化剂的活性逐渐降低;原料经酸洗预处理后有利于热解中间体的生成,加速了催化剂的结焦失活速率;催化热解酸洗玉米秸秆/高密度聚乙烯的催化剂经焙烧再生后其活性基本恢复至原有水平,而催化热解未处理玉米秸秆/高密度聚乙烯的催化剂再生后其活性有所降低,碱/碱土金属在HZSM-5催化剂上发生累积,从而引起酸性位点“中毒”失活,而原料经酸洗预处理后可有效降低催化剂上碱/碱土金属的累积量,有利于延长催化剂的使用寿命。     

造纸污泥/高密度聚乙烯复合材料的制备及性能

采用造纸污泥（PIW）填充高密度聚乙烯（HDPE）制备PIW/HDPE复合材料,并利用水浴箱、热变形维卡温度测定仪、氧指数仪、电子万能试验机、动态热机械分析仪对PIW/HDPE复合材料的吸水性能、热性能、阻燃性能、拉伸性能及动态力学性能进行分析测试。结果表明,PIW/HDPE复合材料具有良好的结合界面和拉伸性能,其最佳拉伸强度为23.18 MPa;PIW质量分数的增加会对PIW/HDPE复合材料的吸水性能、韧性产生不利的影响;但PIW质量分数的增加有利于提高PIW/HDPE复合材料的热性能、阻燃性能（其最高氧指数为29.98%）和刚性。本研究可为造纸污泥的资源化利用提供研究基础。      

活性炭/高密度聚乙烯复合材料的力学性能

以稻壳为原料,以H₃PO₄、KOH、ZnCl₂为活化剂在600℃条件下制备三种活性炭,以生物炭、三种活性炭为填料填充高密度聚乙烯(HDPE)制备生物炭/HDPE复合材料和活性炭/HDPE复合材料,并对其力学性能进行测试和分析。结果表明,活性炭比生物炭具有更高的比表面积和发达的孔隙结构,其中经H₃PO₄活化制备的活性炭比表面积最高,为714.27 m2/g;活性炭/HDPE复合材料比生物炭/HDPE复合材料具有更佳的力学性能,相对于其他材料而言,经H₃PO₄活化制备的活性炭/HDPE复合材料具有较佳的弯曲性能、拉伸性能、刚性、弹性、抗蠕变性能及抗应力松弛能力,其弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度、拉伸模量分别为38.66 MPa、2.46 GPa、32.17 MPa、1.95 GPa。本研究可为活性炭的材料化利用提供有益的借鉴经验。