植物纤维纳米化拆解分离与高值利用

为进一步阐述机械剪切对植物纤维纳米化拆解分离的作用机制,采用超微细磨-微射流纳米均质化联合的方法制备纤维素纳米纤丝,对其微观形貌、晶体结构、分子聚合度等特性进行综合表征,并探讨了其新型功能材料的主要性能与应用前景。结果表明,微射流纳米均质化特有的剪切方式能拆解分离超微细磨产生的大径级"顽固"微纤丝束(团),提高纤维整体性能。纤维素纳米纤丝直径8~40 nm,长约数微米,在溶液中高度网状交联;保持原料纤维的晶型,结晶度降至44%,分子聚合度降低32%。其自组装薄膜力学性能好、透光性强,是新型集成电路、显示器材、光学材料的良好基材。纤维经过功能化修饰后,获得的新型功能材料质轻多孔、绿色环保、性能可裁剪设计,在污水(空气)净化处理、高效催化、智能控制等领域具有巨大的应用潜力。     

海藻纤维素气凝胶：从绿潮到新材料

 系统讨论了绿潮浒苔的独特结构和功能特性,旨在制备纳米纤丝化的海藻纤维素和高比表面积的气凝胶材料,并为浒苔的高价值应用提供新的思路。将绿潮肇事种浒苔化学纯化脱去多糖、蛋白、脂肪后,用圆盘胶磨（20000 r/min,20 min）进行纳米纤丝化,制备出均一直径（大约40 nm）和高长径比的I_α纳米纤丝化纤维素。经由叔丁醇置换和冷冻干燥后可以制备出高比表面积（277 cm²/g）、密度为23 mg/cm³的柔性纳米纤丝化纤维素气凝胶。所有这些结果通过扫描电镜（SEM）、红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）进行分析。在此基础上,采用机械法直接用胶体磨将浒苔原料进行纳米纤丝化,冷冻干燥后制备出全组分的浒苔泡沫材料。     

海藻纤维素气凝胶:从绿潮到新材料

系统讨论了绿潮浒苔的独特结构和功能特性,旨在制备纳米纤丝化的海藻纤维素和高比表面积的气凝胶材料,并为浒苔的高价值应用提供新的思路。将绿潮肇事种浒苔化学纯化脱去多糖、蛋白、脂肪后,用圆盘胶磨(20000 r/min,20 min)进行纳米纤丝化,制备出均一直径(大约40 nm)和高长径比的Iα纳米纤丝化纤维素。经由叔丁醇置换和冷冻干燥后可以制备出高比表面积(277 cm2/g)、密度为23 mg/cm3的柔性纳米纤丝化纤维素气凝胶。所有这些结果通过扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)进行分析。在此基础上,采用机械法直接用胶体磨将浒苔原料进行纳米纤丝化,冷冻干燥后制备出全组分的浒苔泡沫材料。     

碱预处理对漂白硫酸盐阔叶木浆微纤丝解离的影响

采用交叉极化结合魔角旋转技术~(13)C 核磁共振(CP/MAS ~(13)C NMR)和X射线衍射(XRD)等研究了碱预处理对纤维细胞壁微区结构性质的影响,探讨半纤维素去除对纤维素微纤丝解离的影响.结果表明,随着碱处理时间的增加,半纤维素含量逐渐减少,从31.81%下降到了10.12%,使得微纤丝解离更容易,同等条件下制备所得微纤化纤维素(MFC)悬浮液表观黏度上升.同时,XRD分析表明碱处理抽出半纤维素对纤维素的晶型没有影响,特征衍射峰依然呈典型的纤维素I型衍射曲线,纤维素结晶度上升.CP/MAS ~(13)C NMR进一步定量得出了纤维素各种晶型的相对含量等信息,表明半纤维素含量减少会增加干态纤维中原微细纤维的聚集.     

高压匀质处理对纳米纤维素自聚集特性及气凝胶结构的影响

 木材细胞壁的重要组成部分是许多直径在纳米尺度、具有高长径比、高比表面积和丰富表面基团的纤维素分子聚集体。基于“自下而上”的思想,利用层层分离法从木粉中分离出纳米尺度的基元纤丝。首先,通过化学和超声预处理并结合高压匀质处理的方法从木材中分离制备出纳米纤维素（CNF）;然后,通过冷冻干燥的方法将CNF 进一步组装加工成纳米纤维素气凝胶。研究发现,超声结合匀质的方法,可得到均匀纤丝化的CNF,具有低直径尺寸分布（纤丝直径为1～3 nm）和高长径比特征,但氢键作用的影响使得单根纤丝又易重构为簇、带状的聚集体形式。随着CNF 溶液浓度的增大,所形成的气凝胶密度增大,孔隙度降低,结构由以纤维为主,转变为纤丝交织的片层结构。本研究所得的气凝胶可广泛应用于包装、生物医药、吸附材料等领域。     

Lyocell纤丝及其可生物分解的纳米复合材料研究

可生物分解的纳米复合材料是新一代材料,微米和纳米级纤维素纤丝具有环保性和潜在的低密度及高强度,可用来制造能生物分解的纳米复合材料.为了描述用一种新的机械方法从Lyocell纤维中分离出的纤丝的特性,以及探索这种纤丝能否增强生物分解的聚合物,笔者用偏振光显微镜(PLM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了纤丝的几何特性,用宽角X光衍射法(WAXD)分析了其结晶度,纤维的纤丝化程度用水分保持值(WRV)进行了评价;纤丝增强的聚乳酸(PLA)纳米生物复合材料由模压法制备,用拉伸试验来检测其力学强度,采用SEM来观察其断面特性.结果表明:纤丝提高了PLA的弹性模量和拉伸强度,但纤丝和聚合物基质之间的结合强度很弱.     

高压匀质处理对纳米纤维素自聚集特性及气凝胶结构的影响

木材细胞壁的重要组成部分是许多直径在纳米尺度、具有高长径比、高比表面积和丰富表面基团的纤维素分子聚集体。基于"自下而上"的思想,利用层层分离法从木粉中分离出纳米尺度的基元纤丝。首先,通过化学和超声预处理并结合高压匀质处理的方法从木材中分离制备出纳米纤维素(CNF);然后,通过冷冻干燥的方法将CNF进一步组装加工成纳米纤维素气凝胶。研究发现,超声结合匀质的方法,可得到均匀纤丝化的CNF,具有低直径尺寸分布(纤丝直径为1~3 nm)和高长径比特征,但氢键作用的影响使得单根纤丝又易重构为簇、带状的聚集体形式。随着CNF溶液浓度的增大,所形成的气凝胶密度增大,孔隙度降低,结构由以纤维为主,转变为纤丝交织的片层结构。本研究所得的气凝胶可广泛应用于包装、生物医药、吸附材料等领域。     

微纳米砖混凝土垃圾改性沥青及其混合料路用性能研究

针对逐年提高的路面质量要求和大量的废旧沥青材料浪费的现象,提出将建筑垃圾中的砖、混凝土类细料部分进行碾压、研磨并加工成微纳米级别,并将其作为改性剂加入到基质沥青中,达到改善沥青并减少沥青用量的作用.采用针入度、延度、软化点、黏度和动态剪切流变等试验测试并验证改性沥青的高、低温性能;采用车辙试验、低温弯曲蠕变试验、冻融劈裂试验以及浸水马歇尔试验分别验证改性沥青混合料的高、低温性能和水稳定性.试验结果表明:改性沥青中,微纳米砖混凝土垃圾材料能够改善其高温性能,且在10%掺配比时效果最佳;混合料中,微纳米砖混凝土垃圾材料能显著提高其高温稳定性和水稳定性,其中动稳定度提高60.2%,残留稳定度与劈裂强度比分别提高13.8%和24%.由此可见,微纳米砖混凝土垃圾能够有效提高沥青及其混合料的路用性能.     

纤维素在ZnCl_2水溶液中的溶解性能及再生结构

比较了不同质量分数的ZnCl2水溶液溶解不同聚合度纤维素的能力,发现:质量分数为65.0%以下的ZnCl2水溶液不能溶解纤维素;当ZnCl2水溶液的质量分数达到或超过65.0%时,未被水分子饱和的Zn2+可与纤维素分子链作用,使纤维素溶解,且65.0%的ZnCl2水溶液的溶解效果最佳;随着纤维素聚合度的增大,其溶解性能下降;经ZnCl2水溶液溶解后的再生纤维素的聚合度下降.广角X-射线衍射(WAXD)分析表明再生纤维素为纤维素Ⅱ结晶变体;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)显示ZnCl2水溶液是纤维素的非衍生化溶剂,且再生纤维素分子内的氢键减弱.     

高频超声法纳米纤丝化纤维素的制备与表征

 为制备均一直径和高长径比的纳米纤丝化α-纤维素(NFC),采用化学预处理和高频超声相结合的方法对落叶松木材进行脱除半纤维素、木质素以及纤丝化处理。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)和X-射线衍射仪(XRD)对制备的NFC的形态特征、化学结构、晶型结构及结晶度进行表征。结果表明,制备的NFC具有均一直径(约35nm)和高长径比(>280);NFC的晶型结构为纤维素Ⅰ型,结晶度为62.8%,比原料提高了14.2%;并利用NFC水分散液经冷冻干燥制备成了超透明的NFC薄膜和柔性的超轻泡沫材料。文中提供了一种新的制备纳米纤化天然生物质纤维素的有效方法,且具有高结晶度、高长径比和纳米尺寸的NFC是一种具有较大应用潜力的新型纳米材料。     

Enzymatic hydrolysis of cellulose materials treated with ionic liquid [BMIM]Cl

1 Introduction Due to the enormous quantity and renewable char- acteristic of lignocellulosic materials, the efficient utilization of lignocellulose as food, livestock feed, and an energy resource has been receiving great attention. While the final sugar …     

全亚麻卷烟纸的研制与开发

对亚麻纤维进行打浆、抄片,检测物理指标,根据抄片指标,制定出适合生产全亚麻卷烟纸的打浆工艺,根据生产车间工艺设备配置,对盘磨磨齿进行选择、对打浆功率进行调整,对打浆浓度、打浆度、湿质量进行控制,成功开发出预期目标的全亚麻卷烟纸.     

COMPARISON OF PLATE AND CONICAL FILLINGS IN REFINING OF BLEACHED SOFTWOOD AND HARDWOOD PULPS

The purpose of this study was to compare plate and conical refiner fillings in refining of softwood and hardwood pulp fibers. Contrary to expectations,better tensile strength values were achieved when BSW was refined with conical fillings and the development of strength Was found to be insensitive to variations in refining intensity. A bar microprocile was measured with the aid of a profilometer. The leading edges of conicalfilling bars.were found to be rounder. A possible reason for the better tensile strength of pulp refined with conical fillings is that the round edge helps large SW fiber flocs to enter the space between the bars, resulting in less heterogeneous or more efficient treatment of fibers.The recorded gap closure values supported the above interpretation. The gap between conical fillings was found to become wider when pulp consistency and thus fiber flocculation increased, whereas increased pulp consistency decreased the gap between plate fillings, which was further reflected as increased fiber cutting. The reduction in fiber length was proportional to the increase in gap closure,supporting the earlier theory that fibers are squeezed and crushed between the bars. More attention should be paid to the wear of filling materials when refining BSW. A filling material which wears so that the bar edges are rounded would seem to promote high tensile strength and high average fiber length.     

不同落羽杉种源木材化学性质的变异

对16个落羽杉种源的14年生人工林木材化学性质进行了测定,结果表明：(1)16个落羽杉种源木材纤维素相对结晶度、综纤维素含量、木素含量、NaOH抽出物含量和pH等均存在显著差异;(2)16个落羽杉种源木材纤维素相对结晶度在74.43%~61.52%,总平均值为65.87%,总变异系数为5.27%,树干不同高度处木材纤维素相对结晶度含量存在极显著差异。16个种源木材综纤维素含量、木素含量、NaOH抽出物含量和pH等的变异范围分别为62.64%~71.53%、23.98%~29.53%、3.9%~17.9%和5.32%~5.07%,总变异系数分别为3.9%、6.7%、44.8%、1.53%,NaOH抽出物含量变异系数较高。落羽杉树干不同高度处木材综纤维素含量、木素含量、NaOH抽出物含量和pH差异未达显著水平;(3)16个落羽杉种源整体上综纤维素含量高,NaOH抽出物含量和木素含量低,经过进一步筛选后,部分种源可作为优良的纸浆林造林材料进行推广。     

OPTIMIZING EUCALYPTUS PULP REFINING

This paper discusses the refining of bleached eucalyptus kraft pulp (BEKP).Pilot plant tests were carried out in to optimize the refining process and to identify the effects of refining variables on final paper quality and process costs.The following parameters are discussed: pulp consistency, disk pattern design, refiner speed,energy input, refiner configuration (parallel or serial)and refining intensity.The effects of refining on pulp fibers were evaluated against the pulp quality properties, such as physical strengths, bulk, opacity and porosity, as well as the interactions with papermaking process, such as paper machine runnability, paper breaks and refining control.The results showed that process optimization,considering pulp quality and refining costs, were obtained when eucalyptus pulp is refined under the lowest intensity and the highest pulp consistency possible. Changes on the operational refining conditions will have the highest impact on total energy requirements (costs) without any significant effect on final paper properties.It was also observed that classical ways to control the industrial operation, such as those based on drainage measurements, do not represent the best alternative to maximize the final paper properties neither the paper machine runability.     

思茅松硫酸盐浆粮食包装袋纸的打浆工艺研究

针对粮食包装袋的特殊要求,研究了思茅松硫酸盐浆抄造粮食包装袋纸的打浆工艺.实验结果表明,打浆时间和打浆浓度对纸张的抗张强度、抗张能量吸收、伸长率、耐破度等都有一定程度的影响;思茅松硫酸盐浆在打浆浓度为16%时利用PFI磨打浆5,min时所抄纸页可以满足粮食包装袋纸的性能要求.以20%与5%的浓度组合进行组合打浆,更可取得较好的纸张韧性发展,同时获得良好的纸张撕裂强度和透气度性能,所制粮食包装袋纸具有较好的使用性能.     

牛角瓜、木棉和棉纤维的成分、结构和性能分析

牛角瓜、木棉和棉纤维均属于天然纤维素纤维.研究了牛角瓜纤维的物理性能参数、形态结构、微结构以及主要化学成分质量分数,并与木棉和棉纤维进行比较.结果表明,牛角瓜纤维断裂强度为4.45cN/dtex,断裂伸长率为3.40%,回潮率为11.90%;采用扫描电子显微镜(SEM)对牛角瓜纤维的形态结构进行测试,发现横截面的中空度为80%～90%,纵向表面光滑,无天然扭曲;采用X-射线衍射仪(XRD)测得纤维的结晶度为42.54%,晶区取向指数为85.40%;采用热分析仪测得初始降解温度为301.1℃;采用傅里叶变换红外-拉曼光谱仪(FTIR-Raman)测得纤维有木质素和纤维素的红外特征峰;利用化学方法测得纤维中木质素质量分数为8%～9%,纤维素约为64%,半纤维素约为20%,蜡质为2%～3%,果胶约为3%,灰分为1.2%～1.8%.     

不同脱墨方式对二次纤维孔隙结构和结晶性能的影响

采用X射线衍射和等温氮吸附法研究了废旧新闻纸(ONP)在不同脱墨方式下孔隙结构和结晶性能的变化,并运用分形理论对纤维的孔隙结构进行了分析.等温氮吸附实验发现,ONP浆经过中性、碱法和酶法脱墨后,其BET比表面积、BJH孔容及BJH平均孔径变化不大.分形分析发现,脱墨前后纤维的分形维数相近,说明三种脱墨方式对纤维的孔隙结构影响较小. X射线衍射实验发现ONP浆经过中性、碱法和酶法脱墨后,结晶度下降,碱法脱墨浆纤维结晶度下降最大,达12.24%,中性脱墨浆下降6.12%,酶法脱墨浆下降最少仅0.77%.研究中还发现,经过脱墨后,纤维的保水值有所增大,其中碱法脱墨浆纤维增加最大,中性脱墨浆次之,酶法脱墨浆最小.     

基于RCM的纤维素纤维引气道面混凝土力学性能研究

在普通道面混凝土中加入纤维素纤维和引气剂,配制纤维素纤维引气道面混凝土,进行抗压强度和抗折强度试验。采用RSM方法,利用Design Expert统计分析软件,对纤维素纤维引气道面混凝土的力学试验结果进行模型拟合,分析含气量和纤维素纤维掺量各自变量及其交互作用对混凝土力学性能的影响。结果表明：含气量对混凝土的抗压强度影响显著,纤维素纤维掺量的影响则较弱;含气量和纤维素纤维掺量对抗压强度的交互作用不显著;含气量对混凝土抗折强度影响的显著程度稍大于纤维素纤维掺量;含气量和纤维素纤维掺量对抗折强度的交互作用显著。     

用辐射处理浆粕制造粘胶纤维的研究

主要研究用高能辐射处理浆粕前后材料性能的变化：纤维素聚合度（ＤＰ）随着辐射剂量的增加而减小；辐射对浆粕的主要成份α－纤维素和半纤维素含量影响很小；在氢氧化钠溶液中，处理后浆粕材料吸收碱量增加且膨胀度变大，并从辐射引起纤维素结晶度降低角度解释了导致这种变化的原因，也讨论了经辐射处理的浆粕为原材料给粘胶纤维工业和环境带来的好处。