植物纤维在复合材料中的应用与发展

综述木纤维、麻纤维和竹纤维等纤维增强塑料复合材料的发展历史及现状,展望植物纤维增强塑料复合材料广阔的应用前景。     

高强度耐低温纳米纤维素/聚乙烯醇导电复合水凝胶制备及其在柔性传感中的应用

纳米纤维素具有大长径比、较高的弹性模量与比表面积及丰富的表面官能团,是一种优良的纳米增强材料。首先以纳米纤维素(CNFs)为分散介质辅助分散MXene纳米片层,制备CNF-MXene纳米复合物,并通过FTIR与XPS分析CNFs与MXene的相互作用。以此复合物为增强填料,聚乙烯醇(PVA)为基底,制备CNF-MXene/PVA复合水凝胶,进一步通过KOH溶液处理,提高复合水凝胶的力学性能,并赋予复合水凝胶优异的离子导电性。该复合水凝胶表现出优异的力学性能,其拉伸强度与断裂伸长率分别达到255.9 kPa与1098.2%,还具有高电导率(2.38 S/m)、一定的抗冻性能与灵敏的应变/压力响应性。基于该复合水凝胶组装的应变/压力柔性传感器,由于具有极低的检测极限质量(100 mg)与极快的响应时间(225 ms),可以监控脉搏跳动与喉咙发声微小震动引起的压力变化。因此,该复合水凝胶基柔性传感器非常有希望应用于未来新一代可穿戴电子、人机交互等领域。      

生物质衍生没食子酸增强PEDOT:PSS膜导电性能及其调控机制

聚3, 4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)因其具有柔性可拉伸、生物相容性高、导电及功函数可调控等优势在柔性可穿戴电子器件中显示出广阔的应用前景。近年来,随着资源危机的日益凸显,针对PEDOT:聚苯乙烯磺酸(PSS)体系,研究开发高效绿色可持续的生物质基掺杂剂,已引起相关研发人员的高度关注。本研究首次报道了采用生物质芳香弱酸?没食子酸(GA,pKa为4.41)掺杂制备高性能PEDOT导电膜的新途径。GA独特的邻多酚羟基结构创造了稳定的GA-PSSH双氢键,使得GA-PSSH的分子结合能显著高于GA的石油基强酸异构体(2, 4, 6-三羟基苯甲酸,pKa=1.68)与PSSH的分子结合能。GA掺杂不仅可实现PEDOT-PSS的高效相分离,而且优化了PEDOT分子链的构象、聚集结构的形貌及其排列方向。这赋予GA具有很高的掺杂效率,当GA掺杂量为1.2%时,PEDOT导电膜的电导率可提升三个数量级,达到1050 S/cm,导电性能达到已报道的生物质基掺杂剂的最高水平,且掺杂效率明显优于其它生物质基掺杂剂及其石油基强酸异构体。      

毛竹爆破浆H2O2漂白的研究

研究了毛竹爆破浆(SEP)的H2O2漂白工艺，实验表明漂白的适宜工艺条件为漂白温度80℃、30％浆浓、漂白时间2h；当H2O2用量为3％时，漂后白度可达55．0％(SBD)，白度增幅达24．9个百分点；继续提高反应温度、延长反应时间及采用二段漂白对白度的提高贡献不大。此外通过红外光谱分析了H2O2用量和反应温度对自度影响的内在机理。     

施胶加填对毛竹浆成纸光学性能及印刷适性的影响

本文对几种不同施胶加填方式进行对比研究。结果表明，造反轻质碳酸钙中性施胶经表面施胶后能有效地改善漂白硫酸盐毛竹浆成纸光学性能和印刷性能，使漂白硫酸盐毛竹浆适合于抄造较高的印刷纸。     

聚丙烯酰胺复合TEMPO氧化纳米纤维素的黏性水凝胶

本研究将TEMPO氧化纳米纤维素（TONC）加入丙烯酰胺（AM）单体中,通过自由基聚合制备了具有高强胶黏性能的聚丙烯酰胺（TONC/PAM）复合水凝胶。采用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱表征了TONC/PAM复合水凝胶的结构,探讨了TONC/PAM复合水凝胶的形貌、流变和溶胀行为,研究了不同TONC含量的TONC/PAM复合水凝胶对不同基材的拉伸剪切强度。结果表明,随着TONC含量增加,复合水凝胶孔径和溶胀率逐渐变大。当TONC含量为0.4%时,复合水凝胶孔径为（600±50） μm,溶胀率达1700%。当固化时间为48 h时,不含TONC的水凝胶在木材上的最大拉伸剪切强度为5.0 MPa;而TONC含量为0.2%的复合水凝胶的最大拉伸剪切强度可达8.0 MPa。该复合黏性水凝胶在木材和建筑中具有很大的应用潜力。     

冷碱抽提去除半纤维素对桉木硫酸盐浆氧脱木素的影响

为了探明半纤维素含量对纸浆氧脱木素的影响,通过采用硫酸盐法蒸煮结合冷碱抽提的方式制备了不同半纤维素含量的桉木硫酸盐纸浆,再进行氧脱木素,进而考察了半纤维素含量对纸浆氧脱木素的木素脱除率、黏度降低率及脱木素选择性的影响。研究结果表明,在纸浆氧脱木素过程中,纸浆中半纤维素的含量越低,木素脱除率越高,即纸浆半纤维素含量的降低有利于木素的脱除。但是,随着纸浆中半纤维素含量的降低,氧脱木素后纸浆黏度的降低率越高,即纸浆中半纤维素的去除会促进纤维素在氧脱木素过程中的降解,从而降低纸浆的黏度。另外,纸浆中半纤维素的去除对纸浆氧脱木素的选择性无影响,不同半纤维素含量的纸浆,其氧脱木素选择性基本不变。     

过渡金属离子对辐射松硫酸盐浆氧脱木素的影响

为了进一步了解过渡金属离子对纸浆氧脱木素过程的影响和硫酸镁作为纤维素保护剂的作用机制,本研究在辐射松硫酸盐纸浆中添加Mn2+、Fe3+和Cu2+等过渡金属离子,考察在辐射松硫酸盐浆氧脱木素过程中过渡金属离子对木素脱除率、黏度降低率、脱木素选择性及硫酸镁助剂保护作用的影响。研究结果表明:在辐射松硫酸盐浆氧脱木素过程中,不管是否存在硫酸镁助剂,过渡金属离子不影响辐射松硫酸盐浆木素的脱除;纸浆中存在的过渡金属离子会加速纸浆纤维素的降解,降低纸浆的黏度;硫酸镁助剂除了和碱反应产生不溶于水的氢氧化镁,通过吸附或形成配位化合物使过渡金属离子失去活性的作用机制之外,还存在着其他作用机理起着保护纤维素的作用。     

施胶加填对毛竹浆成纸光学性能及印刷适性的影响

本文对几种不同施胶加填方式进行对比研究。结果表明，选择轻质碳酸钙中性施胶经表面施胶后能有效地改善漂白硫酸盐毛竹浆成纸光学性能和印刷性能，使漂白硫酸盐毛竹浆适合于抄造较高级的印刷纸