碱处理对竹纤维及竹纤维增强聚丙烯复合材料性能的影响

为探究竹纤维表面能对纤维与树脂的粘附功及复合材料界面的影响,采用碱处理对竹纤维进行表面改性,通过模压工艺制备了竹纤维增强聚丙烯(PP)复合材料。研究了碱处理对竹纤维性能、竹纤维与PP间的粘附功及对竹纤维/PP复合材料力学性能的影响,采用SEM研究了不同浓度碱处理后竹纤维表面形貌的变化。结果表明:随着碱浓度的增加,竹纤维断裂强度呈现一定波动,当碱浓度为1wt%时竹纤维断裂强度达到最大值;竹纤维与PP的粘附功与竹纤维极性比密切相关,竹纤维极性比越小,粘附功越大;随着碱浓度增大,竹纤维与PP间粘附功与竹纤维/PP复合材料剪切性能呈现相同的趋势,并且都在碱浓度为20wt%时达到最大值,此时竹纤维与PP的粘附功较未处理时提高了67.18%;竹纤维/PP复合材料剪切性能较未处理时提高了23.29%;复合材料弯曲强度在碱浓度为5wt%时达到最大值,相比未处理时提高了23.13%。     

碱处理对竹纤维/聚乳酸可降解复合材料性能影响研究

以NaOH溶液为改性剂对竹纤维进行碱处理,再与聚乳酸(PLA)熔融共混制备竹纤维/PLA可降解复合材料。探讨了NaOH溶液浓度、碱处理时间和碱处理温度对复合材料拉伸强度、抗弯强度和耐水性能的影响规律,并采用扫描电子显微镜(SEM)对碱处理竹纤维的表面形貌进行了观测。结果表明,碱处理使竹纤维表面粗糙度增大,单纤维的强度提高,有效提高了与PLA基体的机械黏接力。但碱浓度过大、处理时间过长或处理温度过高时,纤维素分子链排列致密程度降低,整体纤维的力学性能下降。NaOH溶液浓度为3%,处理时间为4h,处理温度为60℃时,所制得竹纤维/PLA复合材料拉伸性能、弯曲性能和耐水性能均最佳。     

低钙粉煤灰在不同碱环境中的活化研究

低钙粉煤灰是一种以硅、铝为主要成分含较多玻璃体的工业副产品,在通常情况下其水硬活性很低,只有在碱的作用下其活性才能显示出来。根据低钙粉煤灰的组成和结构特点,通过热失重和化学分析,研究了粉煤灰－石灰、粉煤灰－石灰－石膏体系在不同碱环境中的活化和反应程度,实验结果显示,复合碱对提高粉煤灰的活化和反应程度有促进作用。     

高岭土碱热活化机理与4A沸石的水热合成

本文以碱热活化的高岭土为原料合成4A沸石。通过XRD、DSCI、R2、7Al MAS NMR等物化表征研究高岭土碱热活化机理。结果表明:在高岭土碱热活化过程中,碱起到矿化剂作用,碱活化了伴生惰性矿物石英,碱促进煅烧高岭土中六配位铝转变为活性四配位铝,碱促进硅铝聚合态向具有β笼结构的方钠石和高活性的偏硅酸钠的转变。高岭土和伴生结晶态石英最佳活化条件是n(Na2O)/n(Al2O3)为1,煅烧温度为600℃,保温2h。与热活化法相比,采用碱热活化法,高岭土的活化温度降低150℃-200℃,结晶态石英活化温度降低到600℃,Al3+主要以活性四配位铝形式存在。以碱热活化高岭土为原料水热合成4A沸石,4A沸石的成核期缩短,晶化速率加快。     

界面调控对竹纤维/聚乳酸复合材料性能的影响

分别采用碱(NaOH)处理、异氰酸酯(MDI)处理以及NaOH+MDI处理的界面调控方法对竹纤维/聚乳酸复合材料界面进行调控。结果表明,3种界面调控均改善了竹纤维/聚乳酸复合材料界面粘接性能、拉伸强度、冲击强度和防水性能;界面调控后,复合材料的粘流活化能增加,而热流动性因竹纤维与聚乳酸交联变得困难;复合材料玻璃转化温度和结晶温度升高,熔融峰变窄;复合材料热降解温度升高,热稳定性增加。NaOH+MDI联合对竹纤维/聚乳酸复合材料界面调控效果最好,对复合材料的性能影响最显著。     

超声波活化处理提高纤维素选择性氧化反应性能的研究

纤维素是一种重要的可再生性天然多糖聚合物。纤维素的高度结晶性和难溶性,决定了纤维素多数的化学反应都是在多相介质中进行。为了提高纤维素对试剂的可及度及反应性能,在进行多相反应之前,纤维素材料通常要经历溶胀或活化处理。本文采用超声波对纤维素进行活化处理,研究了处理条件对纤维素选择性氧化反应的影响。结果表明,超声波处理能显著提高纤维素与高碘酸盐的氧化反应活性,缩短反应时间和高碘酸盐用量,优化反应条件。     

表面预处理对细菌纤维素吸附性能的影响

为了提高细菌纤维素(BC)表面羟基的反应活性,分别采用超声波、碱溶胀和乙醇溶剂交换进行表面预处理,探讨预处理对其表面特性及结晶结构的影响,并研究预处理膜对Zn2+吸附动力学的影响。结果表明,碱溶胀后BC逐渐由纤维素Ⅰ晶型转变成纤维素Ⅱ晶型,生成的碱纤维素有利于金属离子吸附;乙醇溶剂交换和超声波处理并不改变BC晶型。与原膜相比,预处理膜吸附性能明显改善,对Zn2+的吸附动力学符合二级动力学方程和颗粒内扩散方程。     

碱处理改性竹纤维增韧固井水泥石研究

固井水泥石是脆性材料,井下易脆性破坏而影响油气开采,因此开展了竹纤维增韧水泥石研究。用NaOH溶液对竹纤维表面改性;考察改性竹纤维对水泥石力学性能的影响;用红外分析、热重分析和微观形貌分析竹纤维的亲水性和分散性改善原因;对掺入改性竹纤维前后水泥石进行微观形貌对比,探讨其增韧机理。结果发现,(1)10%NaOH溶液处理24 h后,微观形貌观察(SEM)可知改性后竹纤维表面胶质被除去,极性降低,其亲水性和分散性得到改善;(2)掺入0.5%改性竹纤维后水泥石折压比提高100%,弹性模量降低31%,明显增韧;(3)竹纤维增韧水泥石的机理在于改性后竹纤维与水泥基体粘结强度提高,纤维在水泥石晶体间起"搭桥"作用,纤维与水泥水化物之间紧密粘结起"拉筋"作用。     

丝瓜络微纤维的提取及表征

目的 以丝瓜络为原料,采用碱煮与次氯酸钠氧化相结合的提取方法,研究不同提取方法对丝瓜络纤维结构及提取率的影响。方法 通过扫描电镜、红外光谱仪、热重分析仪、X射线衍射析仪等表征处理过程中丝瓜络纤维的表面形貌、杂质去除情况、化学结构以及热学性能等。结果 碱煮可以去除原料中的半纤维素,得到了微米级的丝瓜络纤维;氧化处理则可以去除其中的木质素;通过处理,丝瓜络纤维热稳定性没有明显变化,但晶体含量得到提升;丝瓜络微纤维的提取率受氧化液中氢氧化钠(质量分数为7.4 %)和次氯酸钠(质量分数为5 %)的体积比、氧化温度以及超声波辅助处理等因素的影响,温度越高提取率越高,超声波辅助处理可显著提高其提取率,缩短提取时间。结论 通过碱煮和次氯酸钠氧化,在超声波辅助下可以有效提取丝瓜络纤维(提取率最高可达35.7%)。     

氧化钛薄膜表面羟基活化能力及对生物相容性的影响

采用非平衡磁控溅射法制备了3种不同结构的TiO2薄膜,对所得TiO2薄膜运用碱处理方法进行表面处理,期望在材料表面获得羟基活性基团.运用X射线衍射(XRD)研究了薄膜的表面结构.利用傅里叶红外技术(FTIR)和X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对活化处理前后样品表面的羟基基团进行检测,并对活化前后样品进行了内皮细胞培养和血小板黏附实验.结果表明,运用碱处理方法,可以在锐钛矿型以及金红石与锐钛矿的混晶结构TiO2薄膜表面形成活性羟基基团;相比于金红石型TiO2薄膜,混晶结构和锐钛矿型具有较好的羟基活化能力.生物相容性实验表明,碱活化处理后样品表面细胞生长数目多于活化前样品,血小板黏附数量少于活化前样品,表面活性基团的存在有利于提高TiO2薄膜材料的生物相容性.此外,影响TiO2薄膜表面生物活化性能的因素进行了初步探讨.     

煤矸石热活化及其活性评价的机理分析

对原样煤矸石和热活化煤矸石的微观结构进行了分析研究,选用化学结合水测定法对各活化煤矸石的活性进行评价,通过X射线衍射(X-ray diffraction,xao)和扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)等测试方法进行煤矸石热活化过程的微观分析研究.结果表明,煤矸石中的高岭石受热分解与玻璃化是煤矸石活性的主要来源,在低温活性区(500～1100℃),700℃煅烧煤矸石的活性表现最佳.对煤矸石活化过程进行了力学性能试验.试验结果同样表明,各种热活化煤矸石的力学性能与微观结构的分析结果是相一致的.     

光热协同催化甲烷二氧化碳重整反应研究进展

在光热协同催化条件下的甲烷二氧化碳重整(CRM)反应耦合了光效应和热效应，可在低温下反应生成合成气(CO和H₂),减少碳排放的同时将太阳能转化为化学能储存起来，是实现双碳目标的有效策略之一。催化剂是光热协同催化CRM反应的核心，同时调控热催化活性中心(活性金属)的结构性质和吸光材料(载体)的光学特性以及活性组分与吸光材料的协同作用，使光热协同催化剂的热催化性能及光催化性能同时得到提高，是研发高效光热协同催化剂的有效途径之一。介绍了光热协同催化CRM反应的机理及相关金属催化剂和半导体材料的研究进展，并展望了其未来发展趋势。     

竹纤维/聚乳酸复合材料界面调控

分别采用碱(NaOH)处理、 异氰酸酯(MDI)处理以及NaOH+MDI处理的界面调控方法对竹纤维/聚乳酸复合材料界面进行调控。结果表明, NaOH处理可以进一步细化竹纤维, 增加比表面积, 实现对竹纤维/聚乳酸复合材料界面的物理调控; MDI处理能够实现对复合材料界面的化学调控; 三种界面调控方法均可以改善竹纤维/聚乳酸复合材料的力学性能, 而NaOH+MDI界面调控效果最佳, 调控处理后复合材料拉伸强度和冲击强度分别增加了36.9%和36.5%。     

原位固相聚合法制备聚乳酸-g-竹纤维

以竹纤维为原料,乳酸为接枝单体,采用固相聚合法制备了聚乳酸接枝竹纤维(PLA-g-BF)。傅里叶变换红外光谱表征发现乳酸与竹纤维通过固相聚合法成功发生了接枝反应。研究了乳酸/竹纤维质量比、反应温度和反应时间对PLA-g-BF PLA取代基含量和取代度的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测试仪(CA)对PLA-g-BF进行了表征,并测试了120h内的吸水率。结果表明,乳酸/竹纤维质量比为2∶1,反应温度为80℃,反应时间为7h时,PLA-gBF的PLA取代基含量和取代度达到最大值,分别为17.71%和38.74%。SEM测试显示竹纤维细胞壁上大量的纹孔被接枝物填充,且出现了明显的层状附着物。接触角和吸水率分析表明,通过固相聚合法将乳酸接枝到竹纤维上有效提高了竹纤维的疏水性能。     

改性处理对水稻秸秆纤维结构和性能的影响

采用酸处理、碱处理与球磨研磨相结合对水稻秸秆纤维进行改性处理。通过红外光谱(FT-IR)、广角X射线衍射(XRD)、热失重分析(TGA)等表征方法对处理前后的水稻秸秆纤维的结构与性能进行了测试分析。FT-IR结果表明,酸、碱化学处理方法能有效去除水稻秸秆中的木质素和半纤维素。XRD结果揭示了处理后的秸秆纤维的结晶度得到提高。TGA测试表明,经酸、碱改性处理后,秸秆纤维的热稳定性得到改善,分解温度提高。酸处理和碱处理均可以有效去除部分杂质,达到纯化稻草秸秆的目的,提高水稻秸秆中纤维素的比例。     

热模压工艺参数对聚乳酸/竹纤维复合材料拉伸强度的影响

采用四元二次通用旋转组合设计试验方法,研究了聚乳酸与竹纤维混合比例(PLA/BF)、竹纤维粒径、热模压温度、热模压时间等4个因素对聚乳酸/竹纤维复合材料拉伸强度(TS)的影响,并采用差示扫描量热仪(DSC)对复合材料进行了热力学表征。结果表明,PLA/BF、热模压温度、热模压时间对复合材料的拉伸强度影响显著,热模压温度与热模压时间存在显著的交互效应。DSC分析显示,PLA/BF、竹纤维粒径、热模压温度/时间工艺参数影响材料中PLA的结晶度(Xm)。本试验条件下的聚乳酸/竹纤维复合材料热模压优化工艺参数为:PLA/BF为90/10,竹纤维过100目标准筛,热压温度160℃,热压时间25min,理论最大TS为66.40MPa。     

竹纤维接枝丙烯酸接枝物的制备及其性能研究

分别通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)及热重分析仪(TG)研究不同丙烯酸用量、引发剂用量、反应温度及反应时间对竹纤维接枝丙烯酸接枝物的结构、形貌、热性能及接枝率的影响。不同条件下的接枝物接枝率变化明显,以竹纤维和丙烯酸质量比为1∶5、引发剂质量分数为1.0%、反应温度为70℃及反应时间为4h的接枝率最适合,为0.675。FT-IR、XRD及SEM结果表明接枝物已成功制备,曲线特征峰均向右偏移,特征峰宽度变大;衍射峰位置发生明显偏移,衍射峰强度明显降低;改性前竹纤维表面较光滑,改性后的接枝物相互缠绕和渗透,表面变得粗糙,出现许多细小孔洞。TG显示接枝物热稳定性提高了甚至发生交联。     

竹纤维制备的预处理方式比较及纤维素酶筛选

为了实现以生物方法制备竹纤维,本文以竹粉为研究对象,分析了几种纤维素酶吸附特性以及不同预处理方法对竹粉作用效果影响.实验表明,纤维素酶与竹粉的酶解作用发生在酶吸附竹纤维之后,纤维素酶的吸附在反应开始30min内较为明显,并逐渐达到饱和;通过对竹粉有机抽提、有机抽提后高温处理和有机抽提后超声波处理三种不同预处理方法发现,在相同酶处理工艺条件下,以紫外/可见分光光度计测定还原糖产量,发现采用有机溶剂加高温处理方式效果最好;研究了经不同时间的高温处理,以15m in处理时间最为合适.     

钢渣胶凝活性与体积稳定性优化研究现状

随着粗钢产量的逐年递增，我国钢渣累积存放量也不断上升，将钢渣用作辅助胶凝材料是提高钢渣综合利用率、降低水泥混凝土行业碳排放的有效措施。然而，钢渣存在的胶凝组分含量少且活性低、膨胀组分含量较高等问题限制了其在水泥和混凝土中的应用。目前，用于改善钢渣胶凝活性与体积稳定性的方法主要有机械粉磨、高温活化、碱活化、酸活化、有机物活化及碳化活化等。机械粉磨主要通过物理方式破坏钢渣晶体结构、减小颗粒粒径，但其能耗较高且仅对早期强度有利。高温活化主要包括高温养护和高温调质/重构：高温养护通过改变钢渣水化所处的外界环境促进水化，但较高温度会使钙矾石分解并引入孔洞；高温调质/重构工艺直接改变了钢渣的矿物组成，但存在能耗高和匀质性差的问题。碱活化可以促进离子溶出并消耗氢氧化钙，但存在碱骨料反应和泛碱等问题。酸活化也可以促进离子溶出，增大钢渣比表面积，但过量酸会消耗钢渣中活性组分。有机物活化中，醇胺可以通过络合作用促进离子溶出，但不同分子结构的醇胺作用机理仍不明确。碳化活化通过钙镁矿物与CO₂反应形成碳酸盐填充孔隙，但CO₂向试块内部的扩散阻力使内外碳化程度不均匀。...     

偶联改性对木粉/PLA复合材料性能的影响

采用高速粉碎机对木粉进行机械活化,在此同时加入铝酸酯偶联剂对木粉进行表面改性,通过熔融挤出法制备木粉/PLA复合材料。以材料的力学性能为评价指标,研究了不同处理方法和铝酸酯用量对复合材料的改性效果,并利用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)分别对改性木粉及复合材料进行了分析。结果表明:机械活化对复合材料的力学性能影响较小,但破坏了木纤维结晶结构,从而提高了偶联反应活性,强化了铝酸酯的偶联效果;且当铝酸酯用量为1.0%时,力学性能最好。TGA、SEM进一步分析表明,铝酸酯用量为0.5%时,材料相容性最好。