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联合预处理提取半纤维素的研究进展

中国造纸学报 2024年第1期39卷 137-145页

作者：唐德容陈天影李勉杨武龙唐艳军浙江理工大学纺织科学与工程学院制浆造纸研究所浙江杭州310018 浙江华康药业股份有限公司浙江衢州324302

半纤维素含量丰富,应用前景广阔。但半纤维素结构复杂多样,实现其高值化利用是一个长期存在的挑战。采用单一物理法、化学法或生物法预处理提取半纤维素时,在能耗、成本、效果等方面均存在一定局限性。联合预处理可结合各种预处理方法... 详细信息

半纤维素含量丰富,应用前景广阔。但半纤维素结构复杂多样,实现其高值化利用是一个长期存在的挑战。采用单一物理法、化学法或生物法预处理提取半纤维素时,在能耗、成本、效果等方面均存在一定局限性。联合预处理可结合各种预处理方法的优势,降低单一预处理的局限性,已成为目前半纤维素提取的研究热点。本文综述了木质纤维中半纤维素的联合预处理提取工艺,如超声辅助、微波辅助、酸/水热处理和碱/水热处理等,并简要介绍了各种预处理方法的优缺点,以期为半纤维素的提取及应用提供理论指导。

关键词：联合预处理半纤维素提取高值化利用

疏水二氧化硅粒子的制备及超疏水改性聚氨酯树脂

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高分子材料科学与工程 2024年第1期40卷 8-16页

作者：刘晓庆杨进华南理工大学轻工科学与工程学院造纸与污染控制国家工程研究中心制浆造纸国家重点实验室广东广州510640

为了制备具有稳定超疏水性能的改性水性聚氨酯树脂,受“荷叶效应”的启迪,以十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)的碱性水解反应为基础,通过SiO_(2)粒子表面硅羟基的接枝反应,在其表面引入低表面能的长链烷烃结构,制备了微胶囊包覆型的具有疏水... 详细信息

为了制备具有稳定超疏水性能的改性水性聚氨酯树脂,受“荷叶效应”的启迪,以十二烷基三乙氧基硅烷(DTES)的碱性水解反应为基础,通过SiO_(2)粒子表面硅羟基的接枝反应,在其表面引入低表面能的长链烷烃结构,制备了微胶囊包覆型的具有疏水效应的二氧化硅粒子。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等手段表征其结构,确定了疏水改性粒子的制备方法和规律。将自制改性SiO_(2)粒子与水性聚氨酯树脂(WPU)进行物理共混,制备出具有超疏水性能的水性聚氨酯涂料。采用差示扫描量热分析和热重分析表征涂料的共混性能及耐热性能,采用扫描电镜和原子力显微镜量化分析涂层特征及表面形貌,采用接触角测试表征水性涂层的超疏水性能及表面能的变化。结果显示,自制疏水粒子迁移到环氧树脂表面,通过化学作用和物理缠结形成强烈的界面结合,使其表面微纳结构稳定且持久,结合长链烷烃的低表面能修饰,赋予共混树脂超疏水性能,接触角达到158°,而涂层的均方根粗糙度(Rq)由纯WPU的7.82 nm增大至101 nm,平均粗糙度(Ra)由6.24 nm增大至77.9 nm,表面粗糙度大大提升。将水性树脂的水性化制备与超疏水性能相结合,制备了绿色环保具有自清洁效应的水性聚氨酯,而形成的特殊的树脂涂层表面在苛刻环境中保持了结构的稳定性和持久性,表现出优异的耐磨和耐化学腐蚀性能。

关键词：粒子设计水性聚氨酯超疏水表面能微胶囊包覆

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木质素基非异氰酸酯聚氨酯的研究进展

中国造纸学报 2024年第2期39卷 115-124页

作者：吴泽琪罗敏蓝武苏振华刘传富田超华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 中国制浆造纸研究院有限公司北京100102 制浆造纸国家工程实验室北京100102

聚氨酯(PU)是用途广泛的聚合物材料之一。目前,以生物质资源为原料,合成非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的技术受到越来越多的关注。木质素是自然界中储量丰富的天然可再生芳香族聚合物,功能化木质素可用于替代不可持续的石油基原料,开发高附加... 详细信息

聚氨酯(PU)是用途广泛的聚合物材料之一。目前,以生物质资源为原料,合成非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)的技术受到越来越多的关注。木质素是自然界中储量丰富的天然可再生芳香族聚合物,功能化木质素可用于替代不可持续的石油基原料,开发高附加值的NIPU产品。本文综述了近年来以木质素为原料合成NIPU的方法和策略,介绍了利用木质素及其功能化衍生物合成木质素基NIPU的研究进展,并展望了木质素基NIPU在泡沫材料、木材黏合剂、弹性体、涂料等相关领域的应用潜力。

关键词：木质素非异氰酸酯聚氨酯改性生物基材料

有机硅改性水性聚氨酯基纸质文物保护液的制备及性能研究

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中国造纸 2024年第2期43卷 112-118页

作者：李霄峰刘洋马东升张秀梅浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院) 浙江杭州310018

本研究将羟丙基封端聚硅氧烷(HP-PDMS)作为混合软段,对水性聚氨酯(WPU)进行改性,分别制备WPU和有机硅改性水性聚氨酯(SIWPU)乳液,将乳液稀释20倍制得纸质文物保护液。用宣纸模拟纸质文物,探讨了含有不同添加量HP-PDMS的WPU和SIWPU保护... 详细信息

本研究将羟丙基封端聚硅氧烷(HP-PDMS)作为混合软段,对水性聚氨酯(WPU)进行改性,分别制备WPU和有机硅改性水性聚氨酯(SIWPU)乳液,将乳液稀释20倍制得纸质文物保护液。用宣纸模拟纸质文物,探讨了含有不同添加量HP-PDMS的WPU和SIWPU保护液对宣纸的表观性能及老化前后力学性能的影响。结果表明,SIWPU乳液粒径较小且分布较窄,SIWPU胶膜在全紫外波段透过率均在30%以下,具有一定的紫外光屏蔽功能,同时耐水性较纯WPU胶膜有所提升;经过SIWPU保护液涂布的宣纸,其抗张指数和撕裂指数较宣纸最高可提高190.3%和135.2%,同时具有较好的抗干热老化性能。

关键词：羟丙基封端聚硅氧烷水性聚氨酯保护液宣纸干热老化

碱/尿素预处理的纤维素纤维塑化改性处理研究

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中国造纸 2024年第2期43卷 1-8页

作者：林树涛赖斯琦杨仁党王阳华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 华南理工大学化学与化工学院广东广州510640

本研究采用碱/尿素体系在不同温度下分别对阔叶木浆、针叶木浆和竹浆纤维进行润胀预处理,并通过四因素三水平正交实验,探究了甘油、甲酰胺和柠檬酸三乙酯3种塑化剂在不同塑化温度、塑化剂质量分数及塑化时间下对纤维的塑化改性效果。结... 详细信息

本研究采用碱/尿素体系在不同温度下分别对阔叶木浆、针叶木浆和竹浆纤维进行润胀预处理,并通过四因素三水平正交实验,探究了甘油、甲酰胺和柠檬酸三乙酯3种塑化剂在不同塑化温度、塑化剂质量分数及塑化时间下对纤维的塑化改性效果。结果表明,在10℃下,碱/尿素体系预处理的针叶木浆纤维具有最高的润胀程度,有利于进一步塑化改性处理;本实验的最佳塑化改性处理条件为:甲酰胺质量分数30%,塑化温度25℃,塑化时间5 h。在该条件下制备的塑化纤维有望在特定领域作为塑料的替代材料。

关键词：纤维素碱/尿素体系塑化甲酰胺

泡沫成形法天丝纤维多孔缓冲材料的制备及其性能研究

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中国造纸 2024年第1期43卷 93-100页

作者：赵诗婷王习文华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

本研究介绍了一种泡沫成形技术制备多孔缓冲材料的方法,同时利用聚酯纤维(PET纤维)和苯丙乳液增强天丝纤维缓冲材料,实现力学性能的改善。结果表明,当浆浓为3%,pH值=7,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为发泡剂,纯天丝缓冲材料采用质量分数3%... 详细信息

本研究介绍了一种泡沫成形技术制备多孔缓冲材料的方法,同时利用聚酯纤维(PET纤维)和苯丙乳液增强天丝纤维缓冲材料,实现力学性能的改善。结果表明,当浆浓为3%,pH值=7,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为发泡剂,纯天丝缓冲材料采用质量分数3%苯丙乳液增强,缓冲材料弹性模量可从37.30 kPa提升至116.12 kPa。当使用质量分数9%苯丙乳液增强时,控制天丝纤维与PET纤维(细度17 dtex)质量比为1∶1,缓冲材料弹性模量为46.99 kPa,密度为0.030 g/cm^(3),可保证缓冲材料轻质化的同时,提高回弹性。对缓冲材料进行崩解测试发现,纯天丝纤维缓冲材料和天丝纤维/苯丙乳液增强缓冲材料具有一定的可降解性。

关键词：泡沫成形天丝纤维 PET纤维缓冲材料

不同多羟基聚合物涂层对涂布纸吸放湿性能和调湿能力的影响研究

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中国造纸 2024年第6期43卷 96-107页

作者：李尧张雪张红杰赵涛侯磊磊张文晖天津科技大学轻工科学与工程学院天津300457 中国制浆造纸研究院有限公司北京100102 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640 广东壮丽彩印股份有限公司广东汕头515041 制浆造纸国家工程实验室北京100102

对3种多羟基聚合物涂层和涂布量对涂布纸的吸放湿性能和调湿效果的影响进行了研究,并搭建了一套实时检测密闭微环境湿度变化的实验装置,探讨了密闭微环境在外部环境相对湿度影响下利用涂布纸调控其湿度变化的可行性。结果表明,海藻酸钠(... 详细信息

对3种多羟基聚合物涂层和涂布量对涂布纸的吸放湿性能和调湿效果的影响进行了研究,并搭建了一套实时检测密闭微环境湿度变化的实验装置,探讨了密闭微环境在外部环境相对湿度影响下利用涂布纸调控其湿度变化的可行性。结果表明,海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)和羧甲基纤维素钠(CMC)3种多羟基聚合物涂布纸相比,CMC涂布纸的吸放湿性能和调湿效果最好;涂布量为8.5 g/m^(2)时,CMC涂布纸(相较于未涂布原纸)的湿容量和放湿量分别增加了70.2%和234.2%;经4次开合后,与未涂布原纸相比,CMC涂布纸(涂布量为34.1 g/m^(2))使密闭微环境的相对湿度波动值,在高湿环境下降低了11.5个百分点,在干燥环境下升高了8.6个百分点。

关键词：海藻酸钠聚乙烯醇羧甲基纤维素钠吸放湿性能调湿能力

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基于氯自由基链式反应的臭氧可见光消除研究

高等学校化学学报 2024年第9期45卷 81-89页

作者：赵子旺丛树睿王春宇周术元彭猛王磊许嘉钰国民核生化灾害防护国家重点实验室北京102205 华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室广州510640 清华大学环境学院北京100084

随着地球大气中臭氧(O_(3))浓度的逐年升高,臭氧已成为大气污染治理的一个重要污染物.羟基自由基光催化反应对臭氧消除性能偏低,仅提高羟基自由基产量的改性方法已不适用于臭氧光催化消除.本文以Bi_(2)WO_(6)为基础,先后进行了Fe掺杂以... 详细信息

随着地球大气中臭氧(O_(3))浓度的逐年升高,臭氧已成为大气污染治理的一个重要污染物.羟基自由基光催化反应对臭氧消除性能偏低,仅提高羟基自由基产量的改性方法已不适用于臭氧光催化消除.本文以Bi_(2)WO_(6)为基础,先后进行了Fe掺杂以及TiO_(2)负载,制备了一系列Fe-Bi_(2)WO_(6)@TiO_(2)复合材料,并对复合材料进行了物性表征及臭氧催化活性测试.结果表明,Fe-Bi_(2)WO_(6)@TiO_(2)材料具有典型的包覆结构,表现出可见光响应并激发了氯自由基的生成.氯自由基作为消除O_(3)的活性物种,驱动了一种类似“臭氧层空洞效应”的光化学反应机制,即表面氯化的TiO_(2)受光激发产生氯自由基,引发链式反应,大幅提升了臭氧分解的性能.Fe-Bi_(2)WO_(6)@TiO_(2)对O_(3)的消除率最大为93%.氯自由基的引入以及复合材料可见光响应的拓展,可大幅提升光催化臭氧消除能力.

关键词：氯自由基可见光响应光催化臭氧包覆结构

固体酸SO42-/ZrO2催化果糖制备5-羟甲基糠醛

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林产化学与工业 2024年第4期44卷 79-86页

作者：甘甜刘颖何佳杰武书彬庄军平华南理工大学轻工科学与工程学院制浆造纸工程国家重点实验室广东广州510640

通过共沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,探究了5种不同焙烧温度(450~650℃)对催化剂活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段对催化剂的结构及理化性质进行了分析。研究表... 详细信息

通过共沉淀-浸渍法制备了SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)固体酸催化剂,探究了5种不同焙烧温度(450~650℃)对催化剂活性的影响,并采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征手段对催化剂的结构及理化性质进行了分析。研究表明:当焙烧温度高于450℃时,固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)在2θ为30.1°均存在较为明显的四方相晶体结构;随着焙烧温度的升高,催化剂的孔径存在一定程度的增大,但比表面积总体呈降低趋势,酸强度也存在一定程度的降低。在焙烧温度为550℃焙烧3 h时制备的固体酸SZ-550表现出较好的催化性能,用于催化果糖脱水制备5-羟甲基糠醛(5-HMF)时,在反应温度为120℃,反应时间为90 min,催化剂用量为30 mg的最佳反应条件下,以二甲基亚砜(DMSO)为反应溶剂,果糖转化率为99.91%,5-HMF的得率为76.01%。XRD分析结果表明:固体酸SO_(4)^(2-)/ZrO_(2)明显的四方相ZrO_(2)结构是其表现出较高催化活性的原因之一。

关键词：固体酸 SO42-/ZrO2 果糖 5-羟甲基糠醛