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秸秆人造板制造及应用研究进展

材料导报 2019年第15期33卷 2624-2630页

作者：李萍左迎峰吴义强赵星王健中南林业科技大学材料科学与工程学院湘南学院美术与设计学院

为缓解我国木材供需矛盾,提高秸秆利用率和附加值,将秸秆用于生产人造板是一种有效的途径。本文基于几种常见的秸秆人造板及其特性,从产业发展和技术研究角度阐述了国内外秸秆人造板发展情况。针对秸秆人造板制造中存在的问题,从界面胶... 详细信息

为缓解我国木材供需矛盾,提高秸秆利用率和附加值,将秸秆用于生产人造板是一种有效的途径。本文基于几种常见的秸秆人造板及其特性,从产业发展和技术研究角度阐述了国内外秸秆人造板发展情况。针对秸秆人造板制造中存在的问题,从界面胶合机理及改性、胶黏剂制备与改性、成型工艺的选择与参数确定三个方面对提高秸秆人造板胶合强度、环保性能、生产能耗、生产成本和生产效率等进行了综述,并介绍了秸秆人造板在家具、地板、室内装饰和建筑墙体中的应用情况。同时,针对秸秆人造板在制备和改性机理研究及推广应用方面存在的不足,提出了进一步的研究建议。

关键词：秸秆人造板胶合界面胶黏剂成型工艺改性机理

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酸解氧化对双醛淀粉性能的影响

材料导报 2017年第8期31卷 41-45页

作者：刘文杰左迎峰吴义强肖俊华朱颖赵星中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004

以玉米淀粉为原料,盐酸为酸解剂,高碘酸钠为氧化剂,采用一步酸解氧化法合成双醛淀粉,经傅里叶变换红外光谱仪表征证明成功制得了双醛淀粉。研究了反应温度、反应时间、盐酸浓度和淀粉乳浓度对双醛淀粉醛基含量的影响,并利用X射线衍射仪... 详细信息

以玉米淀粉为原料,盐酸为酸解剂,高碘酸钠为氧化剂,采用一步酸解氧化法合成双醛淀粉,经傅里叶变换红外光谱仪表征证明成功制得了双醛淀粉。研究了反应温度、反应时间、盐酸浓度和淀粉乳浓度对双醛淀粉醛基含量的影响,并利用X射线衍射仪和热重分析仪进行了表征。结果表明,双醛淀粉的醛基含量随着反应温度的升高和反应时间的延长而增大,55℃和4h后,酸解氧化趋于稳定。盐酸浓度和淀粉乳浓度过高会导致双醛淀粉的醛基含量下降,分别以0.6mol/L和8%为宜。X射线衍射仪分析表明,随着盐酸浓度的增加,双醛淀粉的结晶度升高;热重分析仪分析表明,结晶度高的双醛淀粉热分解残余量也更多,而热分解初始温度随着盐酸浓度增加而降低。

关键词：玉米淀粉酸解氧化双醛淀粉醛基含量结晶结构热性能

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基于原位浸渍法的酚醛树脂改性杉木木材研究

材料导报 2021年第22期35卷 22193-22199页

作者：李萍张源吴义强袁光明李贤军左迎峰中南林业科技大学家具与艺术设计学院长沙410004 中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004

以苯酚、甲醛和氢氧化钠为改性剂,通过原位浸渍法对杉木木材进行了改性研究。探讨了浸渍压力、浸渍温度、浸渍时间和原位固化温度对改性杉木木材浸渍效果、强化效果和尺寸稳定效果的影响,并对改性杉木木材的化学结构、内部形貌、结晶结... 详细信息

以苯酚、甲醛和氢氧化钠为改性剂,通过原位浸渍法对杉木木材进行了改性研究。探讨了浸渍压力、浸渍温度、浸渍时间和原位固化温度对改性杉木木材浸渍效果、强化效果和尺寸稳定效果的影响,并对改性杉木木材的化学结构、内部形貌、结晶结构和耐热性能进行了表征。结果表明,浸渍压力为0.5 MPa、浸渍温度为50℃、浸渍时间为32 h和原位固化温度为80℃时,改性杉木木材的浸渍效果、强化效果和尺寸稳定效果最佳。苯酚与甲醛在杉木木材中发生原位反应,既填充了杉木木材内部纹孔、细胞腔和细胞间隙,又与杉木木材中反应性羟基形成了氢键和化学键结合,从而有效提高了杉木木材的力学性能和耐水性能。酚醛树脂的浸入扰乱了杉木木材中纤维素结晶区定向排序良好的微纤丝,减弱了纤维素分子链的分子间作用,导致杉木木材中纤维素结晶度有一定程度降低。经过酚醛树脂原位浸渍改性后,改性杉木木材的耐热性能显著提高,可显著提高杉木制品的使用安全性。

关键词：杉木木材酚醛树脂原位浸渍法强化尺寸稳定化热稳定性

麦秸/木材均质复合无机碎料板的制备及其性能

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材料导报 2017年第4期31卷 25-29页

作者：潘亚鸽朱凌波唐钱黄清华李新功中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004

以麦秸、木材和环保阻燃无机胶黏剂为主要原料,通过麦秸和木材碎料均匀混合的方式,采用热压工艺制备麦秸/木材均质复合无机碎料板,研究了麦秸与木材的配比、施胶量、热压时间和热压温度对板材性能的影响,并通过X射线衍射仪、扫描电镜分... 详细信息

以麦秸、木材和环保阻燃无机胶黏剂为主要原料,通过麦秸和木材碎料均匀混合的方式,采用热压工艺制备麦秸/木材均质复合无机碎料板,研究了麦秸与木材的配比、施胶量、热压时间和热压温度对板材性能的影响,并通过X射线衍射仪、扫描电镜分析了其对板材性能的影响机制。结果表明,随着麦秸与木材配比减小,板材静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)和内结合强度(IB)逐渐增大,2h吸水厚度膨胀率(TS)逐渐减小,优选配比为m(麦秸)∶m(木材)=4∶6。随着施胶量的增大,板材的MOR、MOE先增大后减小,IB逐渐增大,TS逐渐减小。施胶量为63%时,板材的MOR、MOE分别达到最大值15.5 MPa、3 110 MPa,此时,IB、TS分别为0.47 MPa、5.5%。随着热压温度的升高和热压时间的延长,板材的MOR、MOE、IB逐渐增大,TS逐渐减小。热压温度和热压时间分别为100℃、30min时,MOR、MOE、IB分别达到最大值(16.8 MPa、3 350 MPa、0.56 MPa),TS达到最小值(3.5%)。优化制板工艺为m(麦秸)∶m(木材)=4∶6,施胶量63%,热压时间30min,热压温度100℃。

关键词：麦秸木材均质复合无机碎料板物理力学性能优化工艺

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纳米纤维素在摩擦学领域的应用研究进展

摩擦学学报（中英文） 2024年第2期44卷 254-265页

作者：苏凯琪孟元刘秀波蔡宇滔中南林业科技大学材料科学与工程学院材料表界面科学与技术湖南省重点实验室湖南长沙410004

纳米纤维素具有多种独特的优良性质,其摩擦学性能十分优越,是新型绿色纳米润滑材料,已在摩擦学领域展现出巨大的应用潜力与发展前景.本文中以纳米纤维素的摩擦学应用研究为主线,概述了纳米纤维素的有关重要特性,详述了纳米纤维素在聚合... 详细信息

纳米纤维素具有多种独特的优良性质,其摩擦学性能十分优越,是新型绿色纳米润滑材料,已在摩擦学领域展现出巨大的应用潜力与发展前景.本文中以纳米纤维素的摩擦学应用研究为主线,概述了纳米纤维素的有关重要特性,详述了纳米纤维素在聚合物增强填料、水基润滑添加剂、润滑油添加剂、润滑脂添加剂以及润滑电活性调控几方面的研究现状,并相应评述了作用原理与机制,指出了各方面研究仍需解决的重要问题,并展望了未来发展方向.

关键词：纳米纤维素填充增强润滑添加剂减摩抗磨智能润滑

木材试样形态对CONE热释放特性参数的影响

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林业科学 2016年第3期52卷 75-81页

作者：袁利萍黄自知胡云楚中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004

【目的】对比测试不同木材加工形态样本的的锥形量热(CONE)热释放特性参数,探究不同木材试样形态对CONE热释放特性参数的影响规律和作用机制,为CONE热释放特性参数选择、材料燃烧过程评估以及阻燃机制研究提供依据。【方法】在50 kW·m^... 详细信息

【目的】对比测试不同木材加工形态样本的的锥形量热(CONE)热释放特性参数,探究不同木材试样形态对CONE热释放特性参数的影响规律和作用机制,为CONE热释放特性参数选择、材料燃烧过程评估以及阻燃机制研究提供依据。【方法】在50 kW·m^(-2)热辐照功率下,通过CONE测定7种加工方式和形态不同杨木试样的热释放速率(HRR)及其峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、有效燃烧热(EHC)等CONE热释放特性参数。【结果】通过分析不同木材试样热释放特性参数试验值的算术平均误差(ΔX)、相对误差(Er)和标准偏差(S)可知,在PHRR,MHRR,THR和MEHC 4个热释放特性参数测定结果中,平均有效燃烧热(MEHC)的误差估算值最小,而PHRR的误差估算值最大;粉状试样的PHRR,MHRR,THR,MEHC 4个热释放特性参数试验值的误差估算值远小于板状试样的误差估算值,如PP,FPP 2个粉状试样的MHRR试验值的标准偏差(S_(MHRR))分别为1.2和1.1 kW·m^(-2),远低于其他5种标准板状试样,约为S_(MHRR)最大的PPB的1/8。【结论】4个热释放特性参数中,MEHC主要受燃烧状态影响,而PHRR除了与燃烧过程有关外,还受试样自身和外界因素的影响。粉状试样热释放特性参数试验值的精密度优于板状试样,重现性好、可靠性高,完全适用于实验室内部测试和材料配方筛选等各种科学研究,可减少制备标准试样所需的材料和时间,为简化CONE试验试样制作工艺提供了科学依据。

关键词：锥形量热仪试样形态热释放特性参数标准偏差精密度

共存离子对Bentonite/LS-g-AM-co-MAH吸附Pb^(2+)的影响

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复合材料学报 2016年第10期33卷 2181-2186页

作者：姚庆鑫阳后桂王蓓谢建军中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004

采用自制膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂(Bentonite/LS-g-AM-co-MAH),研究了外加电解质中竞争阳离子与共存阴离子对Bentonite/LS-g-AM-co-MAH吸附Pb^(2+)的影响。结果表明:竞争阳离子Li^+、Na^+、K^+、Mg^(2+)、... 详细信息

采用自制膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂(Bentonite/LS-g-AM-co-MAH),研究了外加电解质中竞争阳离子与共存阴离子对Bentonite/LS-g-AM-co-MAH吸附Pb^(2+)的影响。结果表明:竞争阳离子Li^+、Na^+、K^+、Mg^(2+)、Ca^(2+)、Ni ^(2+)、Co^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)和Cu^(2+)抑制Pb^(2+)的吸附,抑制作用顺序为Cu^(2+)>Cd^(2+)>Zn^(2+)>Co^(2+)>Ni ^(2+)>Ca^(2+)>Mg^(2+)>K^+>Na^+>Li^+;Fe^(3+)和Al^(3+)在pH=2.0~3.0时抑制Pb^(2+)的吸附,在pH=4.0~6.0时促进Pb^(2+)的吸附,两者的影响顺序为Fe^(3+)>Al^(3+)。共存阴离子NO_3^-、Cl^-和Br^-抑制Pb^(2+)的吸附,抑制作用顺序为Br^->Cl^->NO_3^-;SO_4^(2-)和PO_4^(3-)有利于去除Pb^(2+),两者影响基本相同。

关键词：木质素磺酸钠吸附竞争阳离子共存阴离子铅离子

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结构用集成材落叶松层板指接工艺

林业科学 2016年第9期52卷 107-112页

作者：谢力生刘佳权乔鹭婷李贤军周先雁中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004

【目的】研究指榫对接所需端向压力（指接压力）与榫型参数和嵌合度的关系,探讨榫型、嵌合度、指接压力对指榫胶接力学性能的影响规律,以获得较佳的指榫胶接工艺。【方法】采用5种不同型号的指榫铣刀,分别将兴安落叶松层板的一端加工成... 详细信息

【目的】研究指榫对接所需端向压力（指接压力）与榫型参数和嵌合度的关系,探讨榫型、嵌合度、指接压力对指榫胶接力学性能的影响规律,以获得较佳的指榫胶接工艺。【方法】采用5种不同型号的指榫铣刀,分别将兴安落叶松层板的一端加工成具有不同嵌合度的垂直型指榫,将两指榫对接并在力学试验机上加压至齿顶和槽底紧密接触,读取其压力值（各种榫型和嵌合度的试件各10对）,研究指榫对接所需端向压力（指接压力）与榫型参数和嵌合度的关系;对指榫进行手工涂胶（双面施胶,施胶量为180 g·m-2）,根据测试得到的指接压力对各种榫型和嵌合度的开榫木板进行对接加压胶合,试件放置24 h后按照GB/T 26899—2011《结构用集成材》中5.3.3抗弯试验方法 C和5.4抗拉强度试验测试指接部位的弹性模量、静曲强度和抗拉强度（各种榫型和嵌合度的试件各10个,一半用于测试静曲强度和弹性模量,另一半用于测试抗拉强度）,探讨榫型、嵌合度、指接压力对指榫胶接力学性能的影响规律,获得较佳的指榫胶接工艺。【结果】指接压力受嵌合度的影响十分显著,随嵌合度的增大而显著增大,但各榫型下嵌合度与指接压力的关系不尽相同,同时受榫齿长、榫齿角、齿距和槽底宽等影响;各种榫型下嵌合度对指接力学性能（抗拉强度、静曲强度和弹性模量）的影响有很大差别,但仔细比较各榫型嵌合度下的指接压力与抗拉强度、静曲强度和弹性模量的关系可以发现,当指接压力在8-15 MPa时各榫型都有较大的力学强度,且该值随榫齿长度的增加而基本上呈比例地增大。【结论】1）指榫胶接所需指接压力随嵌合度的增大而显著增大,且榫齿角和槽底宽度较小时更加显著;指接压力随榫齿长度的增加而增大;指接压力与嵌合率基本上呈正比,其斜率随榫齿角的增大而减小。2）各榫型的指接强度随榫齿长度的增加而增大;指接压力过小或过大其指接强度均下降,指接压力在8-15 MPa时各榫型都呈现较大的力学强度。3）短齿榫型产生最大指接强度的嵌合度比长齿榫型的大,榫长9和27 mm的榫型产生最大指接强度的嵌合度分别约为0.2和0.1 mm。4）从安全和经济2方面综合考虑,兴安落叶松层板的较佳指接工艺为：榫齿角9.8°、榫齿长15-20 mm、齿槽底宽0.8-1.2 mm、指接压力10-15 MPa、嵌合度0.12-0.20 mm（榫齿较长时嵌合度取较小值）。

关键词：结构用集成材落叶松层板指接嵌合度

增容纳米纤维素/聚乳酸复合材料的制备与性能

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复合材料学报 2016年第12期33卷 2718-2724页

作者：袁彩霞罗卫华袁光明吴志平周钢杨素文中南林业科技大学材料科学与工程学院长沙410004

采用接枝共聚法制备了马来酸酐和丙烯酸丁酯双单体接枝聚乳酸(PLA)共聚物(mPLA),然后以mPLA为增容剂,通过溶液浇铸法制备纳米纤维素(NCC)/PLA复合材料。采用SEM、DSC、TG、广角X射线衍射(WXRD)、力学和降解性能测试研究了mPLA对NCC/PLA... 详细信息

采用接枝共聚法制备了马来酸酐和丙烯酸丁酯双单体接枝聚乳酸(PLA)共聚物(mPLA),然后以mPLA为增容剂,通过溶液浇铸法制备纳米纤维素(NCC)/PLA复合材料。采用SEM、DSC、TG、广角X射线衍射(WXRD)、力学和降解性能测试研究了mPLA对NCC/PLA复合材料的结构和性能的影响。结果表明:mPLA在PLA与NCC之间起到了良好的界面增容作用,促进了NCC在PLA基体中的分散。更精细分散的NCC促进了PLA的结晶成核,复合材料的结晶温度降低,结晶度提高;NCC/mPLA/PLA复合材料的力学性能随着mPLA含量增加呈先上升后下降的趋势,当mPLA含量为8%时,复合材料的拉伸强度和弹性模量与未添加mPLA的复合材料相比,分别提高了30.2%和41.4%;亲水性的NCC加速了NCC/PLA复合材料的降解,加入mPLA后,复合材料的降解速率有所减慢,但仍然快于纯PLA的降解。

关键词：聚乳酸纳米纤维素复合材料增容性能