基于冷冻干燥法的淀粉基多孔材料制备与性能

以淀粉为主要原料、剑麻纤维为增强体、水为发泡剂、辅以甘油增塑剂,运用冷冻干燥法制备一种可全降解的环保多孔材料。对致孔机理进行了探究,理清了加工工艺流程,并对样品进行红外光谱分析（FTIR）、扫描电镜（SEM）表征及膨胀率测试。结果表明：相对于挤出法、注塑法多孔材料,冷冻干燥法多孔材料样品的泡孔尺寸较小,孔壁较厚;甘油、水和剑麻纤维的用量对淀粉基多孔材料的膨胀率存在一定的影响,随着剑麻纤维用量的提高,膨胀率逐渐增加,随着甘油及水用量的增加,膨胀率则先增大后减小;当淀粉用量为500 g时,剑麻纤维用量为250 g、甘油为200 g、水为250 g,膨胀率分别达到极大值。运用冷冻干燥法制备淀粉基多孔材料,可有效避免淀粉难以热熔加工的问题,工艺简单、设备成本低,可为淀粉基多孔材料在泡沫、凝胶等制品的实际生产提供新思路。     

冷冻干燥技术在材料制备领域的应用研究进展

介绍了冷冻干燥技术的基本原理和特点，简要综述冷冻干燥技术在国内外材料制备领域的研究进展，并对冷冻干燥技术在材料制备领域的发展方向做出预测。     

由炭质溶胶-凝胶制备超细炭的研究

以石油生焦为原料,分别以硫酸与硝酸的混合物以及硫酸和双氧水的混合物为氧化剂,分别制得了水性中间相。将水性中间相溶解于乙二醇中制成炭质溶胶凝胶,再经超临界干燥制得超细炭原粉。在氮气的保护下,超细炭原粉于 ５５０℃～１ ２００℃的温度下进行热处理。并利用 Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ, Ｔ Ｇ, Ｘ射线衍射和 Ｔ Ｅ Ｍ 等测试技术对超细炭原粉及其热处理产物进行了表征。     

淀粉基热塑性发泡材料的配方研究

以玉米淀粉为基体、竹粉为增强体,甘油/邻苯二甲酸二辛酯（DOP）混合物作为增塑剂,偶氮二甲酰胺（AC）/氧化锌（ZnO）为发泡剂,聚乙烯醇（PVA）为相容剂,用注塑发泡法制备淀粉基热塑性发泡材料（NFSC）。通过研究不同助剂配比及添加量对NFSC的相容性、力学性能、塑化效果及发泡效果的影响,优化配方设计,改善材料性能,以得到高品质、轻量化的淀粉基热塑性发泡材料。研究表明：甘油/ DOP质量比为6:1,且添加质量分数为30%时,NFSC的塑化效果良好;AC/ZnO质量比为2:1,且添加质量分数为3%时,NFSC的发泡效果良好;添加PVA质量分数约为11%时,竹粉与淀粉基体间界面相容性较好。     

具有中等组分不同网状结构功能梯度构件的三维动力特性分析

功能梯度材料具有复杂的细部结构,其内部构造远比匀质材料复杂,因此其构件动力分析很难求得其解析解。该文建议一种新颖的功能梯度构件动力分析的细观元法。细观力学研究的目的在于建立材料的宏观性能同其组分材料性能及细观结构之间的定量关系,它可揭示不同的材料组合具有不同的宏观性能的内在机制。此法可实现材料细观结构到构件宏观响应的直接过渡分析,而计算单元与自由度又等同一般常规有限元,却使得组成功能梯度材料构件的各种材料细观构造得到反映。通过细观元技术,对具有中等组分不同网状结构功能梯度构件进行三维动力特性分析,并给出其三维固有频率及振型的三维分布,特别是给出了不同网格结构功能梯度板件应力振型的平面等值线图差异。结果表明:不同细观网格结构对功能梯度材料结构三维动力响应有较明显影响。     

热塑性淀粉基生物分解材料研究进展

热塑性淀粉具有完全可生物降解的特性,成为近年来环保领域的重要研究方向之一.介绍了几种常见淀粉的微观形貌,重点阐述了热塑性淀粉和其它合成聚合物复合体系的研究现状,总结了热塑性淀粉与天然聚合物复合体系新进展,最后提出了该材料的发展趋势.     

高直链玉米淀粉基复合膜的制备

以高直链玉米淀粉为原料,选用甘油为增塑剂,乙二醛为交联剂,采用流延法制备淀粉/聚乙烯醇(PVA)复合膜。研究不同直链淀粉含量、增塑剂种类和用量、交联剂种类和用量、烘干温度等因素对复合膜性能的影响,并使用扫描电镜(SEM)观察膜的微观形态。结果表明,高直链淀粉复合膜的性能明显优于普通淀粉复合膜。当聚乙烯醇、甘油、乙二醛用量分别为40%、16%和12%,反应温度和烘干温度分别为90℃、70℃时,复合膜性能最佳。     

三维织物石膏基微波吸收材料的制备及性能

采用浸渍工艺在三维织物表面包覆炭黑,并将其与石膏复合制备石膏基微波吸收材料。利用弓形反射法测试了该复合材料在2~18GHz内的吸波性能,结果表明吸波性能随炭黑含量的增加而增强,三维织物的最佳厚度为6mm。三维织物厚度为6mm、乙炔炭黑含量为24%的复合材料在2~18GHz内对电磁波的反射损耗均低于-5dB,最低反射损耗可达-28.3dB。三维织物的特殊结构不仅能够有效改善材料的阻抗匹配,还能够增加材料的电磁波损耗路径,从而达到增强损耗能力、拓宽吸波频宽的目的。此外,三维织物还能够明显增强石膏基材料的抗折性能。     

国内外淀粉基生物降解材料制备方法的研究进展

本文综述了国内外食品包装用淀粉基生物降解薄膜制备方法的研究进展。     

柑橘皮渣 / 淀粉基可降解复合缓冲材料的制备及性能表征

在淀粉基材中添加不同含量的柑橘皮渣共混挤出,制备可降解复合缓冲包装材料,通过对半径膨胀率、表观密度、压缩强度、扫描电镜、吸湿率和红外光谱性能的分析,对比材料之间存在的结构差异,探索柑橘皮渣含量对复合材料性能的影响。研究表明:柑橘皮渣的添加降低了淀粉基复合材料的表观密度及压缩强度;柑橘皮渣质量分数为30%和50%的试样能较快达到吸湿平衡状态,且吸湿量低于纯淀粉材料;质量分数为30%的试样具有最大的半径膨胀率,并呈现最佳的泡孔状态。     

冷冻干燥过程中热传递对淀粉海绵孔洞结构的影响

淀粉具有良好的生物相容性和生物可降解性,因此淀粉海绵在伤口敷料、止血剂等领域有广阔的应用前景.采用冷冻干燥法制备多孔淀粉海绵,糊化淀粉乳液中的水在不同的冷冻条件下结晶会对孔洞结构造成不同影响,研究了冷冻速度和传热方向对孔洞尺寸和取向的影响,发现预冻温度决定海绵孔洞尺寸,随着预冻温度的降低,孔洞尺寸也随之减小,并且孔洞尺寸、取向以及均一性都受到冷冻过程中传热条件的影响.     

淀粉/秸秆基缓冲包装材料的制备及其性能研究

通过正交实验,探讨了不同配比的原材料对淀粉/秸秆基缓冲包装材料密度及力学性能的影响,获得主要的影响因素及各组分的最优配比。采用静态压缩实验方法比较淀粉/秸秆基缓冲材料与聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)力学性能的差异,并利用体式显微镜分析了淀粉/秸秆基缓冲材料内部微观结构与EPS的差异,提出了两种材料差异产生的原因及改善方法。     

玉米淀粉基碳微球的制备及电化学性能的研究

以玉米淀粉为原料,经过乙酸镍处理后在不同温度下碳化,再用KOH对碳化材料进行活化,得到玉米淀粉基碳微球,该材料可做成超级电容器。采用扫描电子显微镜(SEM)对实验样品形貌进行表征,并且进行了循环伏安、恒流充放电等电化学性能测试。SEM结果显示,原料玉米淀粉呈片状,而实验制得的玉米淀粉基碳微球具有良好的球形外貌,表面光滑平整。电化学性能结果显示,经900℃碳化并活化后的玉米淀粉基碳微球表现的电容特性最佳。在6mol/L KOH电解液中,200mV/s的扫描速度下,其循环伏安曲线仍能保持高度类矩形形状;在电流密度为1A/g恒流充放电下,其比容量高达116F/g,且经过500次充放电循环后,依然保持初始值的98%的比电容。结果表明,乙酸镍能促进淀粉球很好地形成球状的碳微球,且活化后的玉米淀粉基碳微球表面粗糙,产生了多孔结构,比表面积增大,电化学性能大大提高。     

淀粉基食品包装膜材料的研究进展

目的将淀粉应用于绿色包装领域,开发出具有良好生物降解性的淀粉基食品包装膜材料。方法综述淀粉种类、增塑剂、多糖、脂质及类脂物质、蛋白质、交联剂、无机物和活性物质等对淀粉膜性能的影响。结果在淀粉膜的制备中,选用高直链淀粉含量的淀粉,并加入增塑剂和交联剂可以改善淀粉膜的力学性能,降低薄膜的水蒸气渗透性;淀粉与多糖或蛋白质复合后,不同成膜材料优势互补,薄膜性能会得到改善,加入脂质或类脂物质可改善薄膜的阻水性。结论随着研究的深入,淀粉基食品包装膜材料在很多领域都会有广阔的应用前景。     

疏水化淀粉基复合膜的制备及性能

以烷基烯酮二聚体(AKD)为疏水化组分,环氧改性聚酰胺(EPA)为增强交联组分制备了疏水增强型淀粉复合膜。研究了AKD对环氧改性聚酰胺/淀粉复合膜动态接触角、吸水率、结晶性能及力学性能的影响。结果表明,AKD能大幅度提高复合膜的疏水性能,当AKD含量为5.26%时,复合膜与水的接触角高达101°,且不随时间而降低;复合膜吸水率可从34.41%下降到18.84%。X射线衍射(XRD)表明AKD可增加复合膜组分间的相容性。AKD具有内增塑作用使复合膜拉伸强度降低、断裂伸长率增加。     

三维整体式碳基光热转换材料在太阳能界面水蒸发中的应用研究进展

光热驱动的海水淡化技术被认为是最具潜力的解决全球淡水资源短缺难题的方法之一。其中,太阳能界面水蒸发（SVG）是海水淡化效率的核心过程,是保证光热海水淡化技术具有能量转换效率高、设备简单、成本效益高的关键。在所有高效SVG候选材料中,三维整体式碳基光热转换材料具有成本低、吸光效率高、结构可调性好、水蒸发速率高、无二次污染等优点。本综述首先简述了SVG的基本原理,以此为依据介绍了高效SVG材料的工作机制和设计原则,最后系统归纳和概述了4种不同类型的三维整体式碳基光热转换材料的研究进展。本综述为未来三维整体式碳基光热转换材料的构建及其在SVG领域的应用研究提供理论基础和研究指导。     

淀粉材料的改性与应用

淀粉是一种来源广泛、价格低廉、可再生、可降解的生物大分子,其结构、性能和应用研究受到了人们关注。主要综述了近几年来增塑剂、相容剂、交联剂和增强剂对淀粉的改性及该类材料在医药、包装、阻燃等领域的应用与研究前景。