超声波处理引起纸浆纤维素结晶度变化

讨论了频率为２０ｋＨｚ时不同功率的超声波处理纸浆时所引起的纤维素结晶度的变化,初步结果显示,在本文实验条件下,不同功率的超声波对纤维素的结晶度有一定的影响。ＦＴＩＲ分析结果说明了其分子间键发生了变化,红外结晶指数升高：Ｘ－衍射分析说明,纤维素的结晶度升高;红外结晶指数与Ｘ－衍射结晶度变化趋势相同。     

热处理对苎麻纤维结晶度的影响

采用红外光谱和x射线衍射法,分别测定了苎麻纤维在经过175、185、195℃高温处理后的结晶指数和相对结晶度.结果表明,在经过高温处理后,苎麻纤维素的结晶形态发生了变化,两种方法测得的结晶指数都有相同的降低趋势.     

膨化脱墨过程中纤维形态的变化研究

主要通过扫描电镜(SEM)观察纤维形态的变化,同时利用X-射线衍射及红外光谱等对纤维素结晶度Crl(％)与结晶指数(O’KI及N．O’KI)进行了研究。研究结果表明,膨化对脱墨浆的纤维形态及纤维结晶度产生了较大的影响。     

NaOH溶液处理甘蔗渣过程中纤维素晶体结构的变化

使用傅里叶红外变换光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)表征了经不同浓度的NaOH溶液处理的甘蔗渣的纤维素晶体结构的变化。结果表明:甘蔗渣纤维素的结晶度指数与NaOH溶液的浓度之间的相关性不是线性的,而是呈现先上升后下降的趋势。FT-IR表征甘蔗渣纤维素的结构能进一步证明甘蔗渣纤维素的晶体结构受NaOH溶液影响的程度很大。完整的处理过程大概分为两个阶段,即在低浓度的NaOH溶液范围内,甘蔗渣的结晶度值升高,当NaOH溶液浓度再升高时,甘蔗渣纤维素的结晶度值下降。低结晶度的甘蔗渣结晶区域被破坏,有利于甘蔗渣的进一步降解及应用,对工业中使用合适浓度的碱液处理甘蔗渣具有一定的指导意义。     

干燥和压榨作用下纤维素水解障碍机理

用广角X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)的高斯函数分峰拟合法研究了植物纤维在干燥和压榨过程中晶型和氢键模式的变化。研究结果表明,随干燥温度和压榨压力的升高,纤维素的结晶度和结晶尺寸增大,证实纤维素链间主要靠分子间氢键结合在一起,稳定纤维素链,而分子内氢键处于辅助地位;随干燥温度的升高,纤维素无定形区的有序化增强,向结晶区转化,而在压力作用下纤维素晶区间存在相互结合;经过不同干燥温度和压榨压力处理后,植物纤维纤维素的水解率下降,葡萄糖产率也随之降低。     

菠萝叶纤维结构及其热力学性能研究

借助扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射、热重分析、差示扫描量热分析等手段,研究了菠萝叶纤维的化学结构、结晶度和热性能.结果表明:菠萝叶纤维表面有纵向裂缝和孔洞;红外结晶指数为0.923;其纤维素属于纤维素I,纤维结晶度为76.63%,取向度为99.08%;最大热质量损失发生在300～400℃.     

纤维素结晶度的测定方法

纤维素结晶度与纤维素物理化学性质密不可分,纤维素结晶度的测定方法随着现代分析技术的不断发展也在不断变化,本文介绍了天然纤维素结晶度的主要测试方法:X-射线衍射法、红外光谱法以及CP/MAS 13C-NMR法。     

沙柳微纤丝的制备与表征

沙柳材的纤维素含量较高,如能将微米纤丝从纤维素中通过适当的方法提取出来,不仅可提高沙柳的附加值,还为沙柳的利用开辟一条新路。以沙柳纤维素为原料,研究了超声波法制备微纤丝的工艺。采用红外光谱分析仪对纤维素的结构进行表征,并使用光学显微镜和激光粒度分布仪对沙柳微纤丝的粒径进行分析。试验结果表明,纤维素浓度为0.4%时,超声时间60 min、功率1080 W得到沙柳微纤丝的粒径在10~34μm。由XRD表征结果可知,超声波处理不会破坏纤维素的结晶结构,超声处理后的微纤丝的衍射曲线和原料的衍射曲线基本相似,但是其衍射强度降低,峰形变宽,呈现典型纳米粒子的X射线衍射特征。     

花生壳在机械活化过程中结晶结构的变化

以花生壳为试验材料,采用搅拌球磨机对其进行机械活化,通过红外分析仪(FTIR)及X射线衍射仪(XRD)对不同活化时间的花生壳进行表征分析,探讨机械活化对花生壳结晶结构的影响.红外分析结果表明:机械活化提高了花生壳的内能,降低其纤维素分子氢键的稳定性,从而降低了总结晶指数和横向结晶指数.X-射线分析发现:花生壳在机械力的作用下,木素对纤维素的封闭作用被打破,结晶结构被破坏,结晶度随着活化时间的延长持续下降,最终得到非晶态花生壳纤维素.     

纤维素浆粕在NMMO/H_2O中的溶胀行为研究

通过纤维素浆粕在溶胀过程中厚度的变化以及溶胀前后结晶程度的变化,研究了纤维素浆粕在NMMO/H2O中的溶胀行为。详细研究了溶胀工艺条件NMMO/H2O溶液的浓度的增加、溶胀温度及时间对纤维素浆粕厚度的影响,结果表明随着NMMO浓度的增加、溶胀温度的升高,纤维素浆粕厚度变化明显,溶胀效果较好。用X-射线衍射法分析了纤维素浆粕溶胀前后的衍射峰的变化,发现NMMO/H2O能进入纤维素的结晶区,改变纤维素的结晶程度,且NMMO/H2O溶液浓度越大、温度越高,纤维素的结晶度变化越明显。     

超声处理对制备竹浆微纤化纤维素的影响

以漂白竹浆为原料,采用中性2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)微波氧化预处理,然后在浆浓0.6%下结合超声波处理将竹浆纤维素分离解纤为微纤化纤维素(MFC)。通过表观分散性观察、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外吸收光谱(FI-TR)和X射线衍射仪(XRD)对不同超声时间所制备的MFC的分散特性、形态特征、化学结构、结晶度和晶型结构进行表征分析。结果表明,超声2 h可以得到分散性好、完全透明的MFC,其直径分布均一(5~15 nm),而长度在微米级;超声处理不会改变纤维素的化学结构和晶体类型,但对其结晶度有一定的影响,超声1.5 h其结晶度最高66.97%,超声2.5 h后其结晶度剧烈下降至39.16%。     

PFI及超声波预处理对阔叶木溶解浆纤维性能及其黄化过程的影响

本研究对阔叶木溶解浆纤维进行PFI(磨浆)预处理和超声波(破碎)预处理,考察预处理前后对纤维长度和宽度、孔隙结构、表面形貌、纤维素结晶度和Fock反应性能的影响。结果表明,PFI预处理对纤维孔容、比表面积、纤维素结晶度和Fock反应性能影响较小,而超声波预处理(540 W/10 min)后,纤维的孔容由1.0×10-2cm3/g增加至2.2×10-2cm3/g,比表面积由5.358 m2/g增加至9.503 m2/g,纤维素结晶度从82.57%下降至76.38%,Fock反应性能由38.82%增加至49.80%。纤维在黄化试剂体系中的溶解历程主要是"鼓泡式"润胀-溶胀-溶解的过程,随着黄化反应的进行,纤维二重质均长度先下降后上升,二重质均宽度持续增加;细小纤维含量先增加后降低,纤维素结晶度不断降低,纤维素部分溶解;在黄化反应3 h过程中,纤维二重质均宽度由17.6μm增加至34.3μm,纤维素结晶度由76.38%下降至57.53%;纤维的二重质均长度在0~2 h时由0.826 mm下降至0.547 mm,3 h后增加至0.766 mm;细小纤维含量在0~2 h时由1.2%增加至6.2%,3 h后则降低至3.4%。     

超声辅助碱性过氧化氢法提取琯溪蜜柚幼果纤维素的工艺优化及结构表征

采用超声辅助碱性过氧化氢法对琯溪蜜柚幼果中的纤维素进行提取研究,在单因素实验基础上,以纤维素纯度作为指标,利用Design-Expert 8.0设计中心组合试验,采用响应面分析法优化纤维素的提取工艺,并对纤维素进行了红外光谱分析和扫描电镜分析。结果表明,超声功率的改变对纤维素纯度和得率的影响并不显著,水浴温度、超声时间、过氧化氢溶液体积分数、氢氧化钠溶液质量浓度均对纤维素纯度和得率影响显著;优化的最佳提取条件为:超声功率200 W,超声时间40 min,水浴温度80 ℃,H₂O₂体积分数0.9%,NaOH质量浓度9%。在此条件下纤维素纯度预测值为88.48%,实测值为88.95%,该模型理论预测值与实际值拟合效果良好,此条件下纤维素得率为17.65%。红外分析表明纤维素制备成功,扫描电镜分析发现纤维素较处理前的琯溪蜜柚幼果表面结构疏松,沟壑较深,X-射线衍射分析表明纤维素具有I型结构,结晶度为44.26%。本研究优化了琯溪蜜柚幼果纤维素的超声辅助碱性过氧化氢提取工艺,耗时短、纤维素纯度高,为琯溪蜜柚幼果的利用及食品源纤维素的开发提供参考。     

超声波辅助酶法提取紫糯麦淀粉工艺优化及其性质研究

采用超声波辅助纤维素酶法提取紫糯麦淀粉,通过单因素和响应面试验研究酶解温度、酶解时间、加酶量和超声时间对紫糯麦淀粉提取率的影响,确定最优工艺条件。采用扫描电子显微镜和X-射线衍射仪对不同提取方法得到的紫糯麦淀粉颗粒形貌和结晶结构进行比较研究。结果表明:最佳提取工艺参数为酶解温度45 ℃、酶解时间2.54 h、加酶量0.59%、超声时间21 min,在此条件下紫糯麦淀粉的提取率为75.18%,比常规水提法和碱提法分别提高33.04%和13.51%。超声辅助酶法、碱提法与水提法相比,淀粉在颗粒形貌上无显著差异,相对结晶度有所降低但没有改变紫糯麦淀粉的A型结晶特性。     

超声波辅助酸法制备纳米薯渣纤维素的工艺研究

为了提高甘薯加工副产品的高值化利用,以甘薯渣纤维素为原料,应用超声波辅助酸法制备纳米薯渣纤维素。通过对超声波功率、酸体积分数、酸解温度和酸解时间4个影响因素进行单因素及正交试验,获得了纳米薯渣纤维素的最佳制备条件,并通过透射电镜和X-射线衍射对其进行进一步的分析。结果表明:纳米薯渣纤维素制备的最佳工艺参数为超声波功率120 W、酸体积分数65%、酸解温度55℃、酸解时间120 min,此条件下纳米薯渣纤维素的产率为42.85%;纳米薯渣纤维素的形态表现为不规则球状,粒径在20～40 nm范围内,并且其仍具有纤维素的晶型,结晶度有明显的提高。     

绿豆皮纤维素的超声波-微波联合辅助提取及其性质研究

以绿豆皮为原料,采用超声波-微波联合辅助碱法提取其中的纤维素,研究了Na OH质量分数、Na OH添加量、超声波-微波联合作用时间、微波功率及脱色时间这5个因素对绿豆皮纤维素得率、膨胀力及持水力的影响,并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对绿豆皮纤维素的微观结构进行了表征。结果表明:与碱提取法、超声波或微波单独辅助碱提取法相比,超声波-微波联合辅助碱提取法能够有效的提高绿豆皮纤维素的得率并改善其理化性质。通过单因素试验得到了绿豆皮纤维素提取的最佳工艺条件:Na OH质量分数10%、Na OH添加量15 m L/g、超声波-微波联合作用时间15 min、微波功率300 W、脱色时间90 min,在此条件下,获得的绿豆皮纤维素得率为44.91%,膨胀力为4.01 m L/g,持水力为7.16 g/g。绿豆皮纤维素的红外光谱分析结果表明,超声波-微波联合辅助碱法提取的绿豆皮纤维素特征峰没有发生明显变化,且木质素残留较少。本研究结果可以为废弃绿豆皮的再利用提供参考。     

碱化预处理对高压射流超微细化纤维素的影响

为了揭示纤维素超微细化处理后的结构和物性变化,利用高压射流技术对两种纤维素微粉(原样、碱处理)悬液进行了湿法破碎,检测了产物微观形态、粒径分布、比表面积以及结晶度的变化。结果表明,高压射流处理(130 MPa,100μm单孔阀,4次)可使原样和碱化(10%NaOH,70℃,1 h)后的纤维素微束直径由原料的5.0〜50.0 pm分别降至0.5〜5.0μm和0.1〜1.0μm,微束长度由原料的20.0〜200.0降至1.0〜10.0粒径分布曲线峰值可由原料的158.0μm降至10.0μm左右;比表面积分别提高3.0倍和5.5倍。碱化处理可降低纤维素无定形区的强度进而降低纤维素的破碎能。纤维素原样经高压射流后结晶度改变不明显;碱化预处理后高压射流处理产物的结晶度小幅度(10%)下降。碱化预处理增强了高压射流处理纤维素原料的微细化程度。     

响应面优化花生芽中白藜芦醇提取工艺

为提高花生芽中白藜芦醇(Res)提取率,此次试验优化了超声波-纤维素酶法联用提取花生芽中白藜芦醇的工艺。在单因素试验的基础上,进行了响应面优化试验,分析了酶的添加量、料液比和超声波处理温度、时间4个因素对白藜芦醇提取量的影响。结果表明:花生芽中白藜芦醇最优提取工艺为花生芽粉1.000 g,酶添加量7 mg,超声波处理温度50℃,超声波处理时间35 min,料液比1︰35(g/mL)。在此条件下,花生芽中白藜芦醇最大提取率为0.8239mg/g,约是传统乙醇回流法提取率的4.4倍。超声波辅助纤维素酶提取能有效地提高花生芽中白藜芦醇的提取率。     

爆破法再生刨花性能研究

以爆破法对废旧刨花板进行再生刨花分离,并对再生刨花性质进行表征。研究表明:爆破处理可以破坏刨花板胶层结合,同时对木材刨花产生一定的影响,随着爆破压力的增大,木材的微观构造破坏增大;蒸汽爆破处理后纤维素结晶度提高;红外光谱中,在2850cm-1、2920cm-1处,吸收峰变化明显,纤维素和半纤维素官能团则无明显变化;爆破处理改变了胶粘剂与防水剂在刨花表面的分布;有机元素中N元素含量降低。