杂原子掺杂生物质基炭材料的研究进展

生物质基炭材料具有低成本、来源广泛、导电性良好和电化学稳定性好等优点,通过杂原子掺杂,生物质基炭材料的性能得到进一步的提升。本文总结了杂原子引入生物质基炭材料的方法（原位掺杂和扩散掺杂）及其各自的优缺点,简述了杂原子掺杂的种类（氮掺杂、氧掺杂、磷掺杂、硫掺杂、卤素掺杂和多元素共掺杂）及杂原子掺杂对生物质基炭材料结构与性能的影响,综述了目前杂原子掺杂炭材料在能源存储、吸附分离、催化氧化等领域的应用状况,并对杂原子掺杂生物质基炭材料的发展方向进行了展望。     

淀粉基API胶合木胶接结构破坏模式及失效机理

以淀粉基水性高分子异氰酸酯(API)胶合木胶接结构为研究对象,以胶接的压缩剪切强度为评估指标,通过加速湿热老化试验对胶接结构的破坏模式和失效机理进行了研究。结果表明:胶接结构的断裂性质为韧性断裂,且随着老化时间的增加,其破坏模式为由内聚破坏向内聚破坏+界面破坏转变。在湿热老化试验前期温度对压缩剪切试样性能起主要作用,在老化后期湿度起主要作用。     

功能化木材在水污染净化领域的研究进展

木材在工业废水治理领域拥有独特优势,如绿色、可再生、原料易得、适用范围广等。本文简单介绍了以木材为原料,通过脱木质素、功能纳米材料负载、官能团修饰等方法制备新型功能化木质复合材料（如：木材滤膜、木材气凝胶吸附材料、木材海绵等）,并用于净化含有重金属离子、微生物、有机物染料、油污等工业废水的相关研究进展。分析了制备工艺、改良方法等对木材过滤与吸附废水中污染物种类、降解效率、吸附容量、杀菌效果以及循环使用性的影响,并指出了木质复合材料在水污染净化领域存在的潜在问题与未来应用前景。     

等离子体预处理制备抗菌-特殊润湿性除油型棉织物

为实现特殊润湿性材料的规模化生产,构筑长效、耐久、稳定的特殊浸润性油水分离产品,以棉织物网膜为基材,对其进行了等离子体预处理与超疏水性界面构建的研究。即将聚氨酯胶黏剂(PU)与合成的Ag@SiO2球形颗粒分别配制成涂剂A与涂剂B,采用简单的交替高压喷涂技术与疏水改性处理,在棉织物表面构建了强健的微纳二级粗糙结构,继而获得超疏水性生物质网膜材料。系统地研究了等离子体预处理基材距离、电压、喷涂次数等对基材表面粗糙度的作用规律,并对合成产品在抗菌防护与油水分离领域进行了应用探索。结果,该产品是一种优异的特殊润湿性除油型生物质基网膜材料,能够有效地实现油水分离应用,并防止病菌附着。     

聚异氰酸酯与淀粉基试样反应产物的光电子能谱分析

为揭示淀粉复合变性前后羟基与水分子对异氰酸酯基反应几率的变化、淀粉基API木材胶粘剂贮存稳定性改善的本质及聚异氰酸酯对淀粉复合变性前后交联固化程度的影响,文中采用化学分析光电子能谱(ESCA)分析聚异氰酸酯(PMDI)与淀粉基试样反应产物的结构,考察淀粉含水率变化对产物结构的影响。结果表明,PMDI与淀粉基试样在130℃等温条件下反应30 min,随原料淀粉基试样含水率的提高,产物中的羰基含量降低,氨基甲酸酯与取代脲之比增高。经分析产物表面及内部羰基含量的差异,证明PMDI更易与复合变性淀粉反应,生成极性更强的氨基甲酸酯,利于木材的胶接。     

DSC法研究水分对PMDI与淀粉及复合变性淀粉反应的影响

采用差示扫描量热(DSC)法研究水分对聚异氰酸酯(PMDI)与淀粉、复合变性淀粉反应的影响,测定了其化学反应动力学参数。研究发现,在相同的水分条件下,复合变性淀粉比原淀粉表现出更高的反应活性;随着淀粉试样中水分增加,PMDI消耗的比例逐渐增加,且增加幅度比较明显;在相同的升温速率下,随着水分增加,PMDI与淀粉、复合变性淀粉的最高转化率温度(峰谷温度)逐渐升高。该结果为进一步确定淀粉基水性异氰酸酯木材胶粘剂的热压工艺提供了科学依据。     

树皮粉改性酚醛树脂的润湿性及其反应动力学

本文对苯酚液化落叶松树皮粉改性酚醛树脂(BPF)在秸秆表面的润湿性进行了研究,并与加入聚合异氰酸酯的BPF-PMDI以及传统的酚醛树脂(PF)进行对比分析。利用新润湿模型的K值常量量化了树脂在稻秸秆表面的渗透速率。通过动态DSC以及Kissinger等式对BPF的固化反应动力学进行研究。结果表明:秸秆表面无论是否处理,BPF的渗透速率常数K最大,其次为BPF-PMDI,最小为PF。BPF的固化反应活化能与文献报道的木材/苯酚/甲醛树脂的活化能接近,但比传统的酚醛树脂的活化能高,转化率为40%时固化反应程度达到最大。     

酸性溴化锂熔盐水合物溶解木质素的实验研究

以溴化锂对木质素的溶解为研究基础,研究溴化锂浓度及反应温度对纯化后酸性玉米芯木质素溶解性能的影响,使用傅里叶红外光谱仪（FTIR）表征溶解前后木质素的官能团,得出最适合溶解木质素的条件：溴化锂浓度为60%,反应温度为120 ℃最适合木质素溶解;酸性溴化锂熔盐水合物能选择性裂解木质素β—O—4芳基醚键,木质素的α—OH在溴化锂作用下发生溴化,从而在温和条件下导致部分木质素发生溶解,并且LiBr和HCl在催化醚键中起到重要作用。     

生物质仿贻贝粘附材料的研究进展

介绍了海洋贻贝蛋白的组成、结构及粘附机理,综述了近年来生物质仿贻贝胶粘剂的研究进展,并对生物质仿贻贝材料进行了展望。     

造纸废液改性酚醛树脂胶粘剂的研究

木质素是造纸工业废液中的主要成分,具有与酚醛树脂相似的结构,因此可以部分替代苯酚用于酚醛树脂的生产。采用造纸废液替代部分苯酚制备改性酚醛树脂胶粘剂,并将该胶粘剂用于全桦三层胶合板的压制。在改性胶粘剂合成过程中,采用二次缩聚法、强碱性催化剂分3批投入,并以投料量、投料温度和粘度为可变因素设计正交实验,分析各因素对胶合板的胶合强度及浸渍剥离率的影响。实验结果表明,当w(造纸废液)=10%、投料温度为50℃和投料粘度为25s时,所压制的胶合板能够达到GB/T 9 846.7-2004Ⅰ类板的标准要求,并使造纸废液的污染程度和成本明显降低。