PLA/MCC复合材料的制备及其性能

以水稻秸秆经碱解、酸解得到的微晶纤维素(MCC)作为聚乳酸(PLA)的改性材料,通过溶液共混、流延成膜制备了PLA/MCC复合膜,采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜等对其性能进行了表征。结果表明:水稻秸秆中木质素、半纤维素等杂质大部分被有效除去,当NaOH质量分数为5%时,去除率最大,MCC成功制备;当MCC质量分数为8.3%时,可以最大程度改善PLA/MCC复合膜的拉伸性能,MCC与PLA结合最好,而MCC的加入会使复合膜的热稳定性有所降低。     

SA/PVA可降解复合塑料膜的制备与性能研究

对木薯原淀粉进行乙酰化改性,合成低酯化度的木薯淀粉醋酸酯(SA);经增塑、交联后与聚乙烯醇(PVA)合成可降解的SA/PVA复合塑料膜,重点研究了PVA、甘油、乙二醛的用量及SA的酯化度对复合膜力学性能的影响,并对复合膜性能进行了表征。结果表明:在PVA质量分数为40%,甘油质量分数为14%,乙二醛质量分数为4%时,可以得到力学性能较好的复合塑料膜;与原淀粉/PVA复合膜相比,复合膜致密性提高,玻璃化转变温度降低,结晶度下降,表现出更好的力学性能。     

再生纤维素/聚乙烯醇/壳聚糖/二氧化钛抗菌复合膜的制备及性能

以微晶纤维素(MCC)和聚乙烯醇(PVA)为原料,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)为溶剂,通过MCC溶解再生与PVA共混制备再生纤维素(RGC)/PVA基膜,并利用壳聚糖(CS)和纳米二氧化钛(TiO₂)共混液包覆方法制备RGC/PVA/CS/TiO₂抗菌复合膜。通过FT-IR、XRD和SEM对复合膜的形貌和结构进行表征,并对复合膜的热学、力学、光学、阻隔和抑菌等性能进行测试分析。研究结果表明：壳聚糖和二氧化钛成功复合于纤维素基膜,RGC/PVA/CS/TiO₂复合膜的热分解主要由CS-TiO₂包覆层和RGC/PVA基膜的分解构成。与再生纤维素(RGC)膜相比,当TiO₂质量分数为0.2%时,RGC/PVA/CS/TiO₂复合膜的拉伸强度提升了39.28%,断裂伸长率提升了51.66%,透光率保持在88.72%,氧气透过率下降了47.77%,且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌具有良好的抑制作用。     

花生壳微晶纤维素改性聚乳酸的性能及机理

花生壳采用碱解、酸解、脱色等处理后制得微晶纤维素(MCC),将其作为填料加入到聚乳酸(PLA)中,通过溶液流涎成膜的方法制得不同MCC含量的MCC/PLA复合膜。分析了碱解过程中氢氧化钠浓度对MCC收率的影响、MCC含量对MCC/PLA复合膜性能的影响及其作用机理。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机等对MCC及MCC/PLA复合膜结构及性能进行表征和分析。结果表明,花生壳通过碱解、酸解、脱色等处理,将木质素等物质大量去除,制得MCC;MCC的加入,影响了PLA结晶结构的规整度及完善程度,降低了复合膜的熔融温度;随着MCC含量的增加,MCC/PLA复合膜的拉伸强度和断裂伸长率呈先增加后降低的趋势,均大于纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率。当MCC的含量为5.6%时,MCC/PLA复合膜的拉伸强度为36.5 MPa,断裂伸长率达到最大值1.7%,与纯PLA相比,分别提高了52.1%和30.8%;SEM结果表明,该含量的MCC在PLA中分散均匀,复合膜光滑平整。     

聚乙烯醇-壳聚糖/有机累托石复合膜制备与性能

采用溶液共混法制备聚乙烯醇(PVA)-壳聚糖(CS)/有机化累托石(OREC)系列复合膜,以X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜表征了复合膜的形貌结构,研究了复合膜的热性能、溶胀性能及对牛血清蛋白的吸附-缓释性能。实验结果表明,在OREC质量分数为2%,PVA质量分数为10%时,复合膜具有良好的插层结构,且热稳定性最好,吸水率及对牛血清蛋白吸附率最大,缓释性能最好。与纯CS膜相比,此复合膜40%失重率时对应的热分解温度提高133℃,溶胀率提高16.1 g/g,对牛血清蛋白的吸附率提高16.5 mg/g。     

聚乙烯醇-二氧化硅/聚丙烯腈杂化复合膜渗透蒸发分离己内酰胺/水溶液

制备了以聚乙烯醇(PVA)填充纳米SiO2改性膜为活性层,聚丙烯腈(PAN)超滤膜为底膜的PVA-SiO2/PAN杂化复合膜,并用于己内酰胺(CPL)脱水。用FTIR,SEM,XRD,TGA分别对膜进行了表征,并考察了膜中纳米SiO2粒子的质量分数、进料组分质量分数和温度对复合膜分离性能的影响。结果表明,引入纳米SiO2后,杂化膜的热稳定性明显提高。当膜中纳米SiO2质量分数为1.0%时,复合膜渗透蒸发分离性能最佳。60℃下此复合膜用于分离质量分数为40%的CPL溶液时,其总通量和分离因子分别达到2 177 g/(m2.h)和349。     

聚乙烯醇-SiO2/聚酯无纺布膜的制备及性能研究

采用聚酯无纺布(PET)作为支撑层,利用相转换法在PET表面制备聚乙烯醇(PVA)或PVA-SiO₂活性层,得到了PVA/PET复合膜与PVA-SiO₂/PET复合膜。考察了2种复合膜的过滤性能和污染行为。结果表明,PVA中加入质量分数4%纳米SiO₂颗粒,复合膜的接触角降至33.1o,亲水性显著增强,而膜孔径减小至3.1 nm,降低了85.5%,PVA/PET超滤膜转变为PVA-SiO₂/PET纳滤膜(0.6 L/(m²·h))。PVA-SiO₂/PET复合纳滤膜对海藻酸钠的抗污染性能较强。纳米SiO₂对复合膜的污染机制无明显影响,模拟污染物对复合膜的污染机制以标准堵塞为主。     

微晶纤维素/聚乙烯醇对明胶基复合薄膜性能的影响

聚乙烯醇(PVA)/明胶基材料具有良好的成膜性能和生物相容性,具有广泛的实际应用价值,是一个重要的研究对象。本研究将微晶纤维素(MCC)和PVA分别作为增强材料和共混材料添加到明胶(GL)基材中,改善明胶基复合薄膜的力学性能和阻隔性能。微晶纤维素的添加可赋予MCC/PVA/GL复合薄膜良好的理化性能和应用性能。当基材中添加质量分数5%MCC时,复合薄膜的拉伸强度由14.91 MPa提高到48.02 MPa,热降解温度提高了11.4℃,含水率降低了9.12%。同时,还延长了水蒸气通过PVA/GL薄膜的路径,降低了MCC/PVA/GL复合薄膜的水蒸气透过率。土壤包埋实验表明,MCC的加入加快了复合薄膜的生物降解性能。因此,MCC/PVA/GL复合薄膜可应用于绿色包装领域,如食品包装、药品包装、化妆品包装等。     

渗透汽化分离DMF/水混合物的PVA-g-AAm膜的制备和表征

使用聚乙烯醇及丙烯酰胺这两种材料,合成了不同枝度的共聚物(PVA-g-AAm),并对两种渗透汽化复合膜(PVA-g-AAm)进行制备。黏均分子量是运用用黏度法测定的,而表征则分别由接触角,红外光谱(FT-IR)和热重(TGA)等方法进行测定。而DMF/水混合体系的渗透汽化分离主要是复合膜的运用,并对膜分离的影响因素进行分析。实验结果显示,分离性能最好的是接枝度为90%的PVA。而PVA的渗透量随着DMF质量分数的增加而减少,PVA的通量最小时是在0.25~0.65 kg/(m~2·h)之间,在0.2~而膜的分离因子达到最大时DMF质量分数为33%。而温度的增加可是渗透量增大,分离因子减小。     

从废弃脱硝催化剂进行钛分离中酸解率影响因素研究

采用硫酸法对废弃脱硝催化剂进行钛提取,对影响酸解率的因素进行了系统研究,确定了适宜工艺的参数。实验结果表明,影响酸解率的主要因素有物料细度、酸质量分数、酸与矿(废催化剂)质量分数比、反应时间和反应温度。在物料细度为325目、酸质量分数为95%、酸矿比为1.5∶1~1.6∶1、反应时间为8 h和反应温度为190℃下,酸解率可达85%,并可制备得到质量浓度为180 g/L左右的钛液,再经水解工序后获得关键指标可达商品指标水平的偏钛酸回收产品。     

纤维素的酸处理及醋酸酯化表面改性研究

分别用HCl和H2SO4处理从棉纤维中提取的纤维素,100℃下回流水解30～60 min得到微晶纤维素(MCC),并对其进行醋酸酯化表面改性.采用X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、红外光谱(IR)技术研究酸处理对MCC的聚合度、结晶度和热稳定性的影响,探讨了改性方法对产物性能的影响.结果表明,纤维素微晶化后仍保持原来的晶型以及晶区和非晶区共存的微细结构,结晶度不能达到100%.扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明,不同酸处理后所得产物的形态和热性能有所不同,MCC的最高适用温度不宜超过270℃.适宜的醋酸酯化改性条件为:硫酸和水体积比1∶8、温度60～70℃、改性处理3～5 h.改性后微晶纤维素的内部结晶区结构没有变化,在有机溶剂中的分散性得到良好的改善.     

纤维素纳米晶体制备工艺优化的研究

以微晶纤维素(MCC)为原料经硫酸水解制备纤维素纳米晶体(CNC)。采用单因素法结合正交试验系统地研究了硫酸质量分数、反应温度和反应时间对纤维素纳米晶体得率以及平均粒径的影响,并通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米激光粒度仪对CNC的性能进行了表征,揭示了酸水解制备CNC的机理。结果表明：CNC制备的最佳工艺参数为硫酸质量分数64%、反应温度45 ℃、反应时间90 min,在此条件下CNC的得率为24.6%,粒径为204.8 nm。CNC水悬浮液呈一种稳定的淡蓝色胶体状态,其微观形貌比较规整,呈短棒状,直径约10~20 nm,长度在150~300 nm之间;XRD结果显示CNC的晶型为纤维素Ⅰ型,结晶度为80.2%。     

NCC负载纳米TiO2复合膜的表征

采用交替沉积自组装的方法制备聚乙烯醇（PVA）/纳米纤维素（NCC）-纳米TiO2/PVA复合膜,用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）表征,结果表明PVA/NCC-纳米TiO2/PVA复合膜形貌规整,NCC负载纳米TiO2粒子只是物理共混,没有化学键合.性能分析结果表明PVA/NCC-纳米TiO2/PVA复合膜在紫外光区有较强吸收,较高的拉伸强度109.5 MPa,且比PVA膜热稳定性好,热分解温度提高约20℃.     

微波辅助液化椰衣的研究

以聚乙二醇（PEG-400）和丙三醇（Gl）为液化剂,浓硫酸为催化剂,采用微波辅助的方法对椰衣进行液化。研究了液化时间、催化剂用量、温度、PEG-400/Gl质量比及椰衣与液化剂质量比对液化率的影响。结果表明：椰衣的最优液化条件为反应时间20 min、浓硫酸用量3%（以液化剂质量计）、反应温度160℃、PEG-400/Gl质量比为4：1、液化剂与椰衣质量比为5：1,在此条件下,椰衣的液化率最高,为88.83%,液化产物25℃时的黏度为0.235 Pa·s,20℃时密度为1.084 g/cm³。通过凝胶渗透色谱对不同液化时间的液化产物进行分析,结果显示随着反应时间的延长,液化物的重均相对分子质量和分散系数逐渐增大。红外光谱结果表明：液化过程中纤维素、木质素和部分脂肪族碳氢化合物参与反应,生成富含羟基的液化物,且液化残渣中仍有部分纤维素和木质素未被液化。     

大麻秆浆制备醋酸纤维素的研究

以大麻秆浆和醋酸为原料制备了醋酸纤维素。考察了硫酸用量、保温温度、保温时间、醋酐用量和冰醋酸用量对醋酸纤维素取代度和聚合度的影响。采用红外光谱和X射线衍射分析对醋酸纤维素进行了表征。实验结果表明:增加硫酸用量、提高保温温度和延长保温时间可提高醋酸纤维素的取代度,但聚合度下降;增加醋酸酐用量可提高醋酸纤维素的取代度,对聚合度影响不大;增加冰醋酸用量可提高醋酸纤维素的聚合度,对取代度影响不大。制备醋酸纤维素的适宜条件为:硫酸、醋酸酐和冰醋酸对大麻秆浆的质量比分别为0.13、9.0和9.0,保温温度为50℃,保温时间为1 h。该条件下制备的醋酸纤维素取代度为2.92,聚合度为121。由醋酸纤维素的红外光谱可证实纤维素与醋酸酐之间醋化反应的发生。X射线衍射分析表明大麻秆浆经醋化反应后,纤维素晶型发生了明显的变化。     

Ag/PVA导电聚合物制备工艺研究

以聚乙烯醇(PVA)为基体制备PVA/AgNO3复合膜,在NaBH4溶液中用化学还原法制得导电薄膜。研究了复合膜的组成、还原剂浓度、还原时间、还原温度对导电薄膜电阻的影响,得到的工艺条件为:温度20~25℃,AgNO3/PVA的质量比为0.15~0.25,还原剂浓度为0.06%,还原时间为3~4min。     

阳离子可染聚酯酯型改性剂的合成研究

以质量分数15%的硫酸为催化剂,将己二酸与乙二醇进行酯化反应,合成了阳离子可染聚酯的改性剂己二酸乙二醇酯,对催化剂用量、反应温度、反应时间、投料比等因素进行了探讨,采用红外光谱法对产物进行了表征。结果表明:当催化剂质量分数为0.05%,乙二醇:己二酸(摩尔比)为3.2:1,反应温度115~120℃,反应时间3.5 h时,其酯化率超过90%,且粘度低于0.05 Pa.s。红外光谱分析表明,产物中含有酯键,说明己二酸与乙二醇发生了酯化反应。     

PVA/SO42——AAO催化-渗透汽化双功能复合膜合成乙酸乙酯

采用浸渍-涂覆法制备了聚乙烯醇/阳极氧化铝固体酸（PVA/SO₄^2--AAO）催化-渗透汽化双功能膜,并用于乙酸与乙醇的催化酯化反应。用SEM、XRD、NH₃-TPD分析了双功能膜的结构及性能。考察了双功能膜用量、乙酸/乙醇摩尔比及反应温度对酯化反应转化率的影响。结果表明：乙酸/双功能膜质量比为30∶1,乙酸/乙醇摩尔比为4∶1,料液温度为80℃时乙醇的500 min转化率可以达到87%。反应活化能为41.84 kJ/mol,比浓硫酸作催化剂的经典反应活化能降低6.74 kJ/mol。     

电纺及疏水改性制备CA/SiNPs-FAS超疏水复合膜及膜蒸馏脱盐研究

以1-甲基-2-吡咯烷酮/丙酮为混合溶剂,无纺布为支撑层,采用静电纺丝技术与溶胶-凝胶方法,制备了醋酸纤维素/二氧化硅复合纳米纤维膜,并将其浸渍于全氟烷基硅烷/正己烷分散液中进行疏水化改性。利用场发射扫描电子显微镜、红外光谱仪、孔径分析仪、接触角测量仪器等表征了改性前后复合膜表面形貌、官能团变化、孔径分布及润湿性等膜性能参数并将其应用于连续性直接接触式膜蒸馏盐浓缩过程。结果表明,静电纺丝复合膜呈三维空间网状结构,且利用正硅酸乙酯生成的纳米二氧化硅颗粒内陷于醋酸纤维素纤维内部形成微米-纳米梯级分布。经全氟烷基硅烷修饰后,红外特征峰明显,复合膜水接触角最高可达156°,且对质量分数为5%的十二烷基硫酸钠液滴也同时展示出优良的抗润湿性能（接触角125°）。以60℃、35 g·L^-1的NaCl溶液为进料液进行持续性直接接触式膜蒸馏脱盐实验,当渗透温度为20℃时,各复合膜盐截留率均能达到99.99%以上,其中,CA/SiNPs-FAS膜通量可稳定在11.2 kg·（m²·h）^-1。