玄武岩纤维复合型体材料及降解机理研究

玄武岩纤维复合型体材料及降解机理研究

胡琳娜[1]2003年在《玄武岩纤维复合型体材料及降解机理研究》文中研究表明实验研究了玄武岩纤维的物理化学特性,探索了由玄武岩纤维和植物纤维制备复合型体材料的工艺、助剂、产品的微观结构和宏观物理特性,以及它们之间的关系,参照国家标准对产品进行了性能测试,表明了这种应用于包装容器等方面的新型复合材料可以节省大量植物纤维,有利于保护生态环境。 由广角度X射线散射(WAXS)实验结果对玄武岩纤维的微观结构进行了计算分析,结果表明玄武岩纤维是一种以非晶组分为主、在纤维方向较有序的中间序性物质。构成玄武岩纤维的结构单元是四面体[MO_4](M=Si~(4+),Al~(3+))和八面体[MO_6](M=Al~(3+),Mg~(2+),Fe~(3+))。近邻四面体共顶连接构成链状骨架结构,四面体与八面体之间共棱连接,八面体与八面体主要以共项方式连接。金属阳离子Ca~(2+)、K~+、Na~+等位于多面体堆积产生的空隙中,以平衡电价,稳定结构。采用漫反射红外光谱(DRIFT)测定了玄武岩纤维的表面羟基振动。研究了玄武岩纤维在有机酸、无机酸及模拟人体体液中的溶解性能。 测定了复合浆料的Zeta电位。分别测定了润湿剂为油和水时玄武岩复合纤维材料试片的润湿角。实验探讨了打浆度、玄武岩纤维含量、助剂添加量等因素对复合纤维型体材料性能的影响。采用正交实验法确定了满足快餐盒性能要求前提下的最低成本配方、有利于生物降解的最佳配方及低酸溶出物配方和农用育苗盒及果袋纸配方。 研究了复合纤维型体材料的物理结构,认为该材料具有拓扑无序结构。可以近似用“无规网络模型”描述材料的结构。探讨了复合纤维型体材料的界面作用机理。玄武岩纤维与植物纤维之间的界面结合力主要包括:纤维之间的氢键结合力、纤维与助剂分子之间的氢键结合力、助剂大分子在纤维之间的“网络连接”作用力等。 进行了热氧化降解及生物降解实验。导出了玄武岩纤维复合型体材料热老化降解的动力学模型。提出了复合纤维型体材料的降解机理。 本研究的主要创新点:1.由WAXS实验结果对玄武岩纤维的微观结构进行了探讨;2.采用DRIFT测定了玄武岩纤维的表面羟基振动;3.实验确定了快餐盒、农用育苗盒及果袋纸的原料配比及主要工艺条件;4.研究了复合纤维型体材料的物理结构模型、界面作用机理和其微观结构与宏观物理性质之间的关系;5.研究了生物降解复合纤维型体材料的影响因素,提出了复合纤维型体材料的降解过程和机理。

王广健[2]2003年在《玄武岩纤维复合过滤材料的研究》文中指出利用红外光谱、显微远红外光谱、X-射线衍射和拉曼光谱等方法对玄武岩纤维的微观结构进行了表征。揭示了其内部结构包含有岛状[SiO_4]~(4-)、链状[Si_2O_6]~(4-)、层状[Si_2O_5]~(2-)、MgAlOH、Fe~(3+)AlOH、Fe~(2+)Fe~(3+)OH以及硅铝替代等结构单元。 利用合成的新偶氮化合物为指示物与抗坏血酸进行氧化还原反应,以铁为催化剂,提出了催化动力学光度法测定玄武岩纤维中铁含量的新方法。 首次利用等离子体技术对玄武岩纤维进行表面处理,使用X-射线光电子能谱分析其表面组成,揭示了纤维间结合力提高的原因主要是由于在表面产生含氮的活性基团以及表面粗糙度的增加,并提出了表面氮的活性基团可能的形成机理。 研究了打浆度对针叶木纤维结晶度和结晶尺寸大小的影响,结果表明结晶度减小,生态纤维过滤材料的抗张强度降低。 研究了玄武岩纤维含量、打浆度等因素对复合纤维复合滤材性能的影响,结果表明打浆度和玄武岩纤维含量为影响滤材性能的主要因素。通过优化条件,制备了复合纤维过滤材料。海泡石作为填料加入20%的实验结果表明,复合滤材的抗张强度增强,吸附性增强,但透气度有所下降。 Zeta电位的测定表明,玄武岩纤维、针叶木纤维以及复合浆料的Zeta电位皆为负值,表明纤维表面带负电。研究了不同添加剂对浆料的Zeta电位的影响,为合理地确定制备条件提供了理论依据。 提出了玄武岩纤维复合滤材的“层状无规网络结构”模型,给出了复合滤材界面作用的可能结合机制。通过最大孔径、最小孔径和平均孔径等参数的测量与宏观过滤性能进行了相关性研究,得出了平均孔径与玄武岩纤维含量和过滤速率等关系式,为实际应用提供了一定的理论依据。 热老化(氧化)降解实验结果表明,该材料的老化主要是针叶纤维的老化,揭示了微观结晶尺寸与宏观性能(抗张强度)间的对应关系。 结合降解前后的红外光谱、X-射线衍射和扫描电镜等研究,探讨了纤维微观结晶度的变化与宏观力学性能(抗张强度等)之间的关系,提出了玄武岩纤维复合滤材中玄武岩纤维和针叶木纤维相互协调的降解机理。 利用玄武岩纤维和海泡石纤维负载TiO_2进行生态纤维复合过滤材料制备过程中的废水原样研究,结果表明海泡石纤维负载的光催化剂降解效果较好,是解决催化剂回收和再利用的一个新途径,也为制备含海泡石纤维的功能复合过滤材料提供了基础。

佚名[3]2014年在《国内工业陶瓷文献题录及文摘(五十九)》文中研究表明示例:顺序号文献题名(文种,中文略)·刊名,年,期本栏报道的是我刊编辑部最近收集到的工业陶瓷文献。读者如需复印,可直接与我刊编辑部联系,但请写明"顺序号、文献题名、刊名、年、卷、期"等内容。收费标准:每篇18元(包括检索费、复印费及邮寄费)。2014270基于CFD-DPM的陶瓷料浆喷雾干燥过程数值模拟·硅酸盐通报,2014,09针对陶瓷料浆喷雾干燥过程中干燥塔内气固两相流动及传热传质复杂,温度场、速度场、湿度场、颗粒直径分布等难于测量问题,基于CFD方法,采用DPM模型描述陶瓷料浆颗粒运动轨

常南[4]2010年在《谷朊粉基复合型可食性蛋白膜的研究》文中进行了进一步梳理随着社会经济的高速发展和人们绿色消费意识的增强,大量的化学包装材料引发严重的生态问题已日益受到国际上的重视。植物蛋白膜因具有出色的阻氧性,形成的膜均匀透明,机械性能较好,且易消化,富有营养等特点,已成为目前可食性膜的研究热点。谷朊粉(小麦面筋蛋白)是小麦淀粉生产的副产物,主要由麦醇蛋白和麦谷蛋白组成,能与水形成叁维立体网络结构而具有优良的粘弹性、延伸性、吸水性、乳化性、成膜性等特点。谷朊粉膜因而具有较强的韧性、良好的阻氧性和热封性、出色的阻油性,但其阻湿性和机械性能较差,直接限制了在商业上的广泛应用。因此,如何提高和改善谷阮粉膜的阻湿和机械性能,是谷阮粉蛋白膜目前研究的重点和难点问题。本课题以谷朊粉(WG)为成膜基料,利用脂类、多糖、玉米醇溶蛋白(Zein)对其进行复合改性,制备谷朊粉基可食性复合膜。考察了脂类、多糖、.玉米醇溶蛋白对复合膜机械性能、阻隔性能、透光性及抗菌性能的影响;确定了WG-Zein复合蛋白膜的最佳成膜条件;并研究了利用复合蛋白膜液对榛子仁进行涂膜保鲜的应用效果。主要研究结果如下:(1)利用石蜡、蜂蜡和月桂酸叁种脂类物质分别对谷朊粉膜进行复合改性,考察了添加脂类物质对谷朊粉膜性能的影响,结果表明:添加适量的脂类能够有效地提高谷朊粉膜的阻水性、机械性和阻氧性。经石蜡复合改性后,复合膜的WVP和阻氧性得到显着的改善,分别比对照下降21.32%和11.25%,TS和E分别比对照提高9.13%和23.24%;但脂类的添加使复合膜的透光率有不同程度的下降。红外光谱分析表明,WG-脂类复合膜各组分之间具有良好的相容性。综合考虑,脂类对谷朊粉膜性能提高效果大小依次为:石蜡>蜂蜡>月桂酸;脂类的适宜添加量为0.1g/gWG-0.25g/gWG。(2)利用果胶、壳聚糖和卡拉胶分别对谷朊粉膜进行复合改性,考察了添加多糖类物质对谷朊粉膜性能的影响,结果表明:添加适量的多糖能够显着提高谷朊粉膜的透光率,并在最初添加量时能够提高膜的阻水性、机械性和阻氧性。果胶的加入,使膜的WVP和阻氧性最高降幅达12.75%和18.54%,TS和E分别提高20.31%和30.63%。综合考虑,多糖对谷朊粉膜性能提高效果大小依次为:果胶>壳聚糖>卡拉胶;多糖物质的适宜添加量为0.03g/gWG-0.05g/gWG。同时考察了添加多糖对WG-脂类复合膜性能的影响,结果表明:多糖对WG-脂类复合膜的影响与其对谷朊粉膜具有相似的变化规律,添加果胶能够进一步改善WG-脂类复合膜的机械性能和阻氧性能。(3)通过单因素和正交试验确定了WG-Zein复合蛋白膜的最佳成膜条件。结果表明:当Zein的添加量为25%,乙醇浓度55%,甘油浓度10%,pH 12、热处理温度70℃时,制备的WG-Zein复合蛋白膜的水蒸气透过率为6.01g-mm/m2·d·KPa,比对照降低26.35%;拉伸强度为3.19MPa,比对照提高32.37%;阻氧能力为21.7mmol/Kg,比对照提高了28.15%;对大肠抗菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果分别为25.5mm和19.8mm,分别比对照提高了36.36%和32.89%;且其阻氧性和抗菌性能均优于其他WG基复合膜。(4)利用WG-Zein复合蛋白膜液对榛子仁的涂膜保鲜进行研究。结果表明:榛子仁经陈化100d后,经复合膜液涂膜保鲜处理后榛子仁的脂肪酸值、过氧化值和酸价分别比对照降低了34.05%、23.41%和8.92%,涂膜组与对照组榛子仁蛋白质含量均无明显损失。说明WG-Zein复合蛋白膜具有良好的阻水、阻氧性能,能够延缓榛子仁的水解和自动氧化,具有潜在的商业化应用前景。

佚名[5]2008年在《国内工业陶瓷文献题录及文摘(二十九)》文中研究指明示例:顺序号文献题名(文种,中文略)·刊名,年,期本栏报道的是我刊编辑部最近收集到的工业陶瓷文献。读者如需复印,可直接与我刊编辑部联系,但请写明“顺序号、文献题名、刊名、年、卷、期”等内容。收费标准:每篇18元(包括检索费、复印费及邮寄费)。200807

参考文献:

[1]. 玄武岩纤维复合型体材料及降解机理研究[D]. 胡琳娜. 河北工业大学. 2003

[2]. 玄武岩纤维复合过滤材料的研究[D]. 王广健. 河北工业大学. 2003

[3]. 国内工业陶瓷文献题录及文摘(五十九)[J]. 佚名. 现代技术陶瓷. 2014

[4]. 谷朊粉基复合型可食性蛋白膜的研究[D]. 常南. 沈阳农业大学. 2010

[5]. 国内工业陶瓷文献题录及文摘(二十九)[J]. 佚名. 现代技术陶瓷. 2008

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