竹基剩余物高值转化技术与材料化应用

以苯酚为液化试剂,在低温和低浓度酸催化剂的条件下对竹粉进行选择性酚化,优化获得热化学高值转化竹材或竹材下脚料的配方与工艺。红外光谱测试结果表明竹粉在热化学酚化条件下发生了降解反应,并产生了具有新取代基的苯环结构的酚化产物。竹粉中的无定形组分(部分纤维素组分、半纤维素组分)和木质素组分完全被酚化,得到了具有很好流动性的高活性酚化液,可用于制备高性能环保型酚醛胶,并获得中试产品。而未被酚化的残渣为高度结晶的竹纤维素,经分离得到高纯度的竹纤维素微粉。同时探讨了竹材分离转化的机理。     

竹基剩余物高值转化技术与材料化应用

以苯酚为液化试剂,在低温和低浓度酸催化剂的条件下对竹粉进行选择性酚化,优化获得热化学高值转化竹材或竹材下脚料的配方与工艺。红外光谱测试结果表明竹粉在热化学酚化条件下发生了降解反应,并产生了具有新取代基的苯环结构的酚化产物。竹粉中的无定形组分(部分纤维素组分、半纤维素组分)和木质素组分完全被酚化,得到了具有很好流动性的高活性酚化液,可用于制备高性能环保型酚醛胶,并获得中试产品。而未被酚化的残渣为高度结晶的竹纤维素,经分离得到高纯度的竹纤维素微粉,保留了竹纤维素的优点,可用于高性能的竹塑复合材料、抗静电粉体材料、涂层纤维增强粉体和医用卫生材料等。本液化技术提供了竹基生物质材料高效高值转化和应用的新途径,克服了以往木材液化产物粘度高、贮存难等影响产业化进程的问题,分离转化过程工艺经济环保可行。研究成果将极大地促进了竹材或剩余物在高分子材料领域的高值应用。     

马来酸酐接枝改性竹纤维及其增强复合材料的性能

采用热化学酚化技术对竹粉进行液化,分离得到竹纤维素微粉(BCMP),对获得的BCMP表面进行马来酸酐(MAH)接枝改性,研究了反应温度和时间对酯化度的影响.结果表明,在二甲苯回流反应温度为140℃,反应时间为4 h的条件下,获得了高酯化度(16.2%)、低羟值(15.6 mKOH/g)的BCMP.与未接枝改性的BCMP...     

木质纤维-氨基树脂模塑料的制备与性能研究(摘要)

以生物质资源——农林废弃物(玉米秸秆酶解副产物、麦秆、竹粉、造纸竹污泥)和纸浆为原料,采用纤维表面处理技术提高秸秆中纤维素含量、改善纤维素表面性能,通过逐步缩合聚合和共缩聚手段,制得农作物秸秆木质纤维-氨基树脂模塑料,并对材料的流动性能、力学性能、模塑收缩率等进行了研究。考察了木质纤维原料-农林废弃物资源(玉米秸秆酶解副产物、麦秆、竹粉、造纸竹污泥)、固化剂和增塑剂对氨基树脂模塑料的影响,以期为利用生物质资源制备性能优良的高分子材料提供新的途径。     

凝固浴组分对纤维素纤维结构和力学性能的影响

采用新型碱复合溶剂NaOH／j琉脲／尿素水溶液对纤维素进行溶解,并采用H2S04／Na2SO4溶液作为凝固浴,对纤维素溶液进行湿法纺丝,获得纤维素纤维。通过改变凝固浴组分,研究纤维素纤维结构和性能的变化,获得更好的纺丝条件。研究表明,当H2S04质量分数为8％～10％,Na2SO4质量分数6％～12％时,纺丝过程稳定,纤维素纤维的力学性能较好且相对稳定。纤维素纤维的断裂强度最大值可达2．06cN／dtex,纤维素纤维横截面均呈近圆形结构,且无明显的皮芯结构,同时纤维素纤维具有纤维素II的结晶特征,凝固浴组分变化对纤维素纤维的结晶度和取向因子影响不大。     

竹粉改性聚氯乙烯材料的研究

采用竹粉填充聚氯乙烯,研究了竹粉纤维预处理、竹粉纤维含量、粒径大小对改性聚氯乙烯塑料性能的影响。发现对竹粉纤维进行碱处理、偶联处理可提高复合材料的拉伸强度,但冲击强度略有下降;竹粉纤维含量的增加、粒径增大会使改性聚氯乙烯塑料拉伸强度、冲击强度下降。该改性聚氯乙烯塑料的综合性能良好,仍有广阔的应用前景。采用竹粉填充聚氯乙烯,研究了竹粉纤维预处理、竹粉纤维含量、粒径大小对改性聚氯乙烯塑料性能的影响。发现对竹粉纤维进行碱处理、偶联处理可提高复合材料的拉伸强度,但冲击强度略有下降;竹粉纤维含量的增加、粒径增大会使改性聚氯乙烯塑料拉伸强度、冲击强度下降。该改性聚氯乙烯塑料的综合性能良好,仍有广阔的应用前景。     

动物蛋白/纤维素(粘胶)共混溶液纺丝性能研究

研究了动物蛋白―纤维素共混溶液的粘度性能和可纺性能。实验研究表明,动物蛋白、纤维素两组分通过交联剂的作用可以实现化学结合。所得纤维的质量指标比普通粘胶纤维略有下降。     

木质纤维原料组分分离的研究

从木质纤维原料预处理对微生物转化的必要性和回收利用半纤维素、木质素意义两个方面分析了木质纤维原料组分分离的必要性。木质纤维原料组分分离意味着木质纤维原料的精制,不是把木质纤维原料仅作为纤维素单一资源看待,而是把它视为一种多组分物料,将木质纤维原料精制成为具有一定纯度的各种组分,并分别加工成有价值的产品,这也是生物量全利用对于木质纤维原料预处理提出的新要求,赋予新的哲理思想。根据生物量全利用的要求,提出了木质纤维原料组分分离技术的新定性评价标准。根据利用汽爆和乙醇萃取法联合对麦草组分分离的研究结果,可提出一条经济可行的麦草组分分离的工艺过程,半纤维素和木质素回收率分别达到了80%和75%,纤维素酶解率达90%以上。     

纳米纤维素-竹粉改性环氧树脂复合材料研究

以采用溶剂交换和熔融机械搅拌相结合的方法制备了纳米纤维素-竹粉改性的环氧树脂复合材料。采用拉伸性能测试、示差扫描量热仪(DSC)研究了复合材料的力学性能及固化反应。结果表明:随着竹粉含量增加,竹粉改性环氧体系的拉伸强度及拉伸弹性模量呈上升趋势,但断裂伸长率明显降低。而竹粉与纳米纤维素协同改性的环氧体系不仅改善了断裂伸长率而且在原来基础上再次提升了拉伸强度及拉伸模量。与纯的环氧基体相比,添加纳米纤维素质量分数为0.2%及竹粉质量分数为20%的体系性能最佳。竹粉的加入对环氧树脂固化反应有一定的阻碍作用,而纳米纤维素对反应有一定的促进作用。     

以离子液体为溶剂的纤维素纤维的结构与性能

以离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑([BMIM]Cl)为溶剂,制备了纤维素/[BMIM]Cl溶液,探讨了该体系的流变性能,并对所纺得的纤维素纤维的结构与性能进行了分析。结果表明:纤维素/[BMIM]Cl溶液为切力变稀流体,当剪切速率较大时,温度对体系黏度几乎没有影响,因此可以在较高剪切速率下降低纺丝温度;由该体系纺制的纤维具有纤维素II晶型的结构;随着拉伸比的提高,纤维的取向程度及结晶度增大,从而使纤维力学性能提高,所得纤维的表面光滑、结构致密,其染色性能及抗原纤化性能与Lyocell纤维基本相近。从而证明了用离子液体[BMIM]Cl所纺制的纤维素纤维性能良好,可望成为继Lyocell纤维之后的又一新型绿色纤维素纤维。     

竹粉苯酚液化工艺优化及产物结构表征

以苯酚为液化剂,浓硫酸为催化剂,对竹粉进行液化实验,采用正交实验研究了反应温度、催化剂用量、液固质量比和反应时间对液化率的影响。结果表明,对竹粉苯酚液化影响最大的因素是液固质量比,其次是反应温度、反应时间、催化剂用量;竹粉苯酚液化较适宜的试验条件为:苯酚与竹粉质量比4∶1,硫酸质量分数4%,反应温度140℃,反应时间120min。对竹粉原料、液化产物和残渣进行了傅立叶红外光谱分析,结果表明,竹粉在苯酚液化后,竹粉中化学组分的分子结构发生了明显的变化,形成了更多的官能团。     

竹材酚醇液化及其甲醛树脂的FT-IR分析

采用傅立叶红外光谱法分析了竹刨花在苯酚与聚乙二醇-400溶剂作用下酸催化液化产物的化学结构,以及液化物甲醛树脂的结构特征。分析表明:在液化过程中木质素、纤维素和半纤维素都发生了不同程度的降解,产生了很多的小分子物质;并且同时加入两种液化试剂,可以使竹刨花发生两种不同的液化反应。     

慈竹薄壁组织的部分去除对化机浆制浆、漂白性能的影响

采用螺旋挤压法破坏竹片组织结构,并筛除分离部分薄壁组织,选用不同的化学预浸渍方法进行浸渍软化,对制得的不同化学机械浆（CMP）进行过氧化氢漂白对比试验。结果表明：螺旋挤压法去除11.4%薄壁组织后,竹丝化学组成与原竹片相比差异十分明显,其灰分质量分数降低了38.6%,纤维素质量分数增加了4.71%,但螺旋挤压对竹纤维没有造成明显的损伤;碱性过氧化氢（AP）预浸渍可以显著降低磨浆电耗,在加拿大游离度300 mL时,该方法比烧碱（AA）法节电18.0%,并且其化机浆的结合强度较高;AA法浆料的松厚度最高、强度较差;碱性亚硫酸钠（AS）法化机浆的松厚度和强度性能介于AP和AA之间;在H₂O₂用量为8%的漂白条件下,AP、AS和AA预浸渍法的最佳碱用量分别为4.5%、4.5%和3.5%,同时AP预浸渍可以改善漂白效率,漂后浆白度可达56.8%（ISO）,而AA预浸渍化机浆漂白浆白度仅为49.9%（ISO）。     

毛竹多元醇液化及液化产物的分析

以多元醇和丙三醇为液化剂,硫酸为催化剂,对毛竹粉进行了液化实验。通过单因素分析和正交实验方法研究竹粉多元醇液化工艺,从节省能源和时间的角度考虑,确定其最佳液化工艺条件为:聚乙二醇400与丙三醇质量比为80∶2 0,在液固质量比3.5∶1、硫酸质量分数3%、反应温度160℃、反应时间90 min时,液化率可达99.32%。所得毛竹粉多元醇液化产物的羟值为28～142.63 mg/g,黏度为100～840 mPa.s。并用红外光谱、GC-MS、凝胶渗透色谱分析了液化产物。     

A new pulverized biomass utilization technology

Pulverized wood biomass utilization technologies, such as gasification and liquefaction, were discussed. Firstly, pulverization technique of wood biomass by a vibration mill was introduced, and pulverized wood biomass characteristics were evaluated. The wood powder pulverized by the vibration mill had a round shape, and the wood fibers were completely broken. Therefore, the diameter of wood powder was fine and the crystallinity of cellulose was very low. By using this pulverized wood biomass, high temperature gasification experiment and liquefaction experiment were conducted. Gasification experiment was conducted in an entrained down flow gasifire. Since fine wood powder had a high reactivity, the gasification experiment showed the high gasification performance without a tar generation. Liquefaction experiment of wood biomass was conducted in a hot compressed water to produce saccharine. Pulverized wood biomass was also used as a raw material in the liquefaction experiment. By using very fine wood powder, productivity of saccharine increased dramatically.     

版纳甜龙竹蛀粉扫描电镜观测及主成分分析

通过扫描电镜和化学方法对蛀粉进行观察和成分分析,结果表明:蛀粉是由占80%以上、粒径在15～20μm以下的片状颗粒和片状碎屑构成的竹纤维粉末,含纤维素52.7%、半纤维素17.1%、木质素26.6%。     

微波液化竹粉及聚醚多元醇的制备

以聚乙二醇400为液化剂,浓硫酸为催化剂,对竹粉进行微波辅助液化处理,分别讨论了催化剂浓度、液固比、反应时间和液化温度对液化率的影响。得到竹粉多元醇微波液化的优化工艺参数为：液化温度150℃、液固比4：1、催化剂用量8％、液化时间8min,所得液化体系的渣含量为3．4％。红外光谱分析结果说明,竹粉液化过程中主要发生的是木质素以及纤维素的醇解反应。     

间苯二酚共聚液化竹基酚醛树脂固化动力学研究

采用差热分析(DTA)技术,对间苯二酚共聚液化竹基酚醛树脂的固化特性和固化动力学进行了研究。实验结果表明,间苯二酚的加入加速了液化竹基酚醛树脂的固化反应,树脂固化反应的表观活化能、反应级数、频率因子均随间苯二酚含量的增加(间苯二酚占液化竹基酚醛树脂的质量百分比依次为0%、1%、3%、5%)而逐渐减小,利用外推法求出的静态(β=0℃/min)的特征固化温度Ti、Tp和Tf也均逐渐降低。此外,还建立了不同含量的间苯二酚共聚液化竹基酚醛树脂的固化反应动力学模型。