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《昆明理工大学》 2009年
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废纸二次纤维氰乙基化改性及制备复合材料的研究

张春红  
【摘要】:利用废纸二次纤维(简称为二次纤维,secondary fiber,SF)制备新型复合材料是解决废纸再生的二次污染以及资源问题的一条有效途径。本文将微波技术用于氰乙基化热塑化改性中,对二次纤维的微波强化碱预处理、氰乙基化改性转变为热塑性材料以及新型复合材料的制备和性能进行研究,未见有相关研究的文献报道。 首先研究了微波强化碱预处理二次纤维结构和性能,并探讨了微波强化的机理。结果表明:微波强化碱预处理不会改变SF化学基团,但导致SF的聚集态结构发生变化:结晶度降低、晶面距离增大;微波强化碱预处理会降低SF的聚合度,使保水值和化学可及度增大。对于微波强化碱预处理二次纤维聚集态结构变化,首次提出微波和碱的协同作用机理。 对微波强化碱预处理SF的氰乙基化反应工艺及反应产物氰乙基化二次纤维(cyanoethylated SF, CSF)结构和性能进行探讨。结果表明,在三种微波辐照功率200 W、400 W、600 W的作用条件下,辐照特定时间后都能明显提高CSF的含氮量,缩短反应时间,减少化学药品用量;并发现微波连续辐照比间歇辐照更有利于提高SF的氰乙基化反应程度。新材料氰乙基化二次纤维具有良好的热塑性,可热压成型。CSF的热流动性能、力学性能与氰乙基化反应程度有关:即随氰乙基化程度的增加,含氮量增加,CSF的拉伸和抗弯性能提高。SF的热塑化机理探讨表明:碱预处理和微波强化碱预处理的消晶作用不能赋予SF热塑性;CSF之所以具有热塑性,主要与SF引入取代基团—CH2CH2CN,纤维的结晶结构遭到破坏而促进纤维素大分子或链段的运动相关。 研制了SF增强再生高密度聚乙烯(RHDPE)复合材料(SF/RHDPE)。当SF含量为15 wt%时,SF/RHDPE的综合力学性能最优,抗拉强度(TS)和抗弯强度(FS)分别比基体提高34%和77%,而SF/RHDPE的加工成型性能随着SF添加量的增大而降低。SF有利于复合材料中RHDPE的结晶,RHDPE的归一化结晶度(XR)增大,而熔融温度(Tm)呈降低趋势。选用相容剂马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)能改善SF/RHDPE的界面相容性,提高复合材料的力学强度。 以CSF为增强体制备CSF/RHDPE复合材料,研究了复合材料成型工艺参数和性能,得出制备CSF/RHDPE的优化工艺参数:成型温度160℃、成型压力15 MPa,混炼时间15 min。CSF的含量和改性程度对复合材料的力学性能有影响,在CSF的用量相同的条件下,复合材料的力学性能随着CSF含氮量的增加而增大,当CSF的含氮量为20.36%、用量为20 wt%时,TS和FS分别为34.79 MPa和36.27 MPa。CSF/RHDPE的力学性能和吸水性能优于SF/RHDPE, CSF的加入降低复合材料的加工性能的程度远小于SF/RHDPE复合材料。 CSF不仅可用于RHDPE增强复合材料的制备,也可作为基体替代传统树脂制备生物降解SF/CSF复合材料。由于CSF的热熔粘度大于一般的热塑性树脂,因此SF的最佳加入量一般小于植物纤维基增强复合材料,SF含量为10 wt%时,复合材料的性能达到峰值,分别为22.37 MPa和31.63 MPa。针对SF和CSF二者之间界面相容性问题,首次将碱/KH550联合处理方式应用于全植物纤维复合材料,发现其比常规碱处理更有利于复合材料性能的提高。纤维素酶降解实验得出SF/CSF复合材料具有较好的生物降解性。研究发现SF/CSF复合材料可代替传统植物纤维增强聚合物基复合材料用建筑材料。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB332

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖加余,曾竟成,张长安,梁重云,王春齐,张纯禹,张小静,陈湘生,娄斌武;苎麻落麻纤维增强聚合物复合材料研究[J];工程塑料应用;2001年02期
2 韦春,牟秋红,董鑫;脲醛树脂/废弃剑麻纤维复合材料的制备[J];工程塑料应用;2004年05期
3 雷文;杨涛;;不饱和聚酯树脂/大麻纤维复合材料性能的研究[J];工程塑料应用;2008年04期
4 白一;平清伟;张彦波;;发泡剂对聚乙烯/废纸复合发泡材料的影响[J];包装工程;2006年04期
5 牛永亮;韦春;吕建;虞锦洪;钟锦标;;剑麻纤维的表面接枝改性与结构表征[J];材料科学与工程学报;2007年04期
6 刘贵生,张志民,钱学仁,蒲云桥,刘长恩,邓俭;纤维素与碱作用动力学研究[J];东北林业大学学报;1997年02期
7 蒋忠道,卢春莲;简谈木浆二次纤维强度特性[J];湖北造纸;2002年02期
8 卢珣 ,章明秋 ,容敏智 ,杨桂成 ,曾汉民;剑麻纤维增强聚合物基复合材料[J];复合材料学报;2002年05期
9 许瑞,徐闻,程赫鹏;亚麻/LLDPE复合材料力学性能的研究[J];复合材料学报;2002年05期
10 王俊勃,郑水蓉,赵川,杨敏鸽,孙曼灵;碱处理对苎麻/醋酸纤维素复合材料的影响[J];复合材料学报;2002年06期
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1 许瑞;麻纤维复合材料高性能化的研究[D];四川大学;2002年
2 朱圣东;微波技术用于植物纤维素原料生产酒精的研究[D];华中农业大学;2005年
3 唐爱民;超声波作用下纤维素纤维结构与性质的研究[D];华南理工大学;2000年
4 牛盾;改性稻草的制备及性能研究[D];东北大学;2005年
5 柴希娟;造纸废渣、废地膜再生处理制备聚合物基废弃物复合材料研究[D];昆明理工大学;2007年
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1 苑志伟;木粉填充改性PP和PE再生料的研究[D];北京化工大学;2001年
【共引文献】
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1 游贤贵,黄学超;四脚状氧化锌晶须—特性、应用和制备[J];四川有色金属;2003年03期
2 庄国庆,邱耀忠,李滨耀,张家学;透闪石填充聚丙烯的研究[J];工程塑料应用;1994年02期
3 程秋林;电容器壳专用改性聚丙烯的研制[J];工程塑料应用;1996年05期
4 冯威,张立群,杨金才,武德珍,金日光,杨洪毅,黎安;硫酸钙晶须/PP/EPDM复合材料力学性能研究[J];工程塑料应用;1997年04期
5 陈平,张显友,韩丽洁;高岭土的改性及其对拉挤复合材料性能的影响[J];工程塑料应用;1998年02期
6 孟丽萍,孙路,王德禧;硫酸钡填充聚丙烯复合材料研究[J];工程塑料应用;1998年02期
7 傅宏生,刘京华;低磨耗润滑材料的开发[J];工程塑料应用;1998年04期
8 辛敏琦,陈晓东;高性能增强PP的研制[J];工程塑料应用;1998年08期
9 邱祥玉,杨苏平,洪小秋;大口径输送矿浆用聚乙烯管材的开发与应用[J];工程塑料应用;2000年01期
10 戴芳,杨超,孙安垣;1999年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2000年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李孝良;于群英;纵艳芝;;安徽沿淮地区几种类型土壤的电荷性质研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
2 甘旭华;唐欣昀;Raymond Liu;;Nutrismart生态肥中微生物释放硅的效果[A];食品安全的理论与实践——安徽食品安全博士科技论坛论文集[C];2005年
3 李孝良;孙莉;于群英;;安徽省部分水稻土中氟含量及其影响因素研究[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
4 张祥明;;美盛肥料对油菜经济性状和产量的影响[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
5 王家嘉;李录久;吴萍萍;;氮肥运筹对小麦产量及生长性状的影响研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
6 常江;杜艳;姚艳娟;;安徽省主要土壤铅含量及其与小麦幼苗生长相关性研究[A];土肥水资源高效利用与农业面源污染防控技术研讨会论文集[C];2011年
7 韦生文;鞠金山;;浅谈复合材料的绿色制造[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
8 刘虎成;徐坤;;水肥一体化对生姜产量及水肥利用效率的影响[A];山东园艺学会第七次会员代表大会暨学术研讨会论文集[C];2011年
9 高晓燕;代明亮;李松涛;李天忠;;氨基酸生物有机肥在梨树上的应用效果研究[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年
10 王妲;曲柏宏;;钙处理对苹果梨叶片及果实生理特性的影响[A];梨科研与生产进展(五)[C];2011年
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1 李佳;g-HA/PLA生物复合材料的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 赵锦梅;不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究[D];甘肃农业大学;2010年
3 贺春燕;施肥对枸杞产量和品质的影响及效应研究[D];甘肃农业大学;2009年
4 李忠;聚合物/无机物/生物质杂化复合材料及其陶瓷材料的研究[D];合肥工业大学;2010年
5 陈波浪;绿洲棉田磷素养分资源高效利用机理和技术研究[D];新疆农业大学;2010年
6 侯钰荣;伊犁绢蒿生理生态适应性的研究[D];新疆农业大学;2010年
7 袁久刚;离子液体—蛋白酶处理对羊毛表面性能的影响[D];江南大学;2010年
8 王文涛;天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究[D];华南理工大学;2010年
9 迟聪聪;阔叶木生物质精炼两种利用模式的研究[D];华南理工大学;2010年
10 吕健;纸浆污泥纤维素酶水解糖化与增效工艺及机理的研究[D];华南理工大学;2010年
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1 李丹;无机粉体填充PBA/淀粉互穿聚合物网络材料的合成[D];华中农业大学;2010年
2 黄媛媛;竹基复合材料的制备、表征及性能研究[D];华中农业大学;2010年
3 任荷玲;竹纤维基液体地膜的制备与表征[D];华中农业大学;2010年
4 武少伟;铁锰硅对凤眼莲生物质结构的影响[D];华中农业大学;2010年
5 莫琼;等高绿篱—农业复合系统土壤CO_2和N_2O排放特征[D];华中农业大学;2010年
6 马琳;砷污染地下水修复的渗透反应墙材料筛选及除砷机理研究[D];华中农业大学;2010年
7 倪玲珊;菹草对长江中游湖泊沉积物及上覆水间钙、磷循环的影响[D];华中农业大学;2010年
8 潘媛;不同油菜品种硼吸收利用差异与细胞壁组分关系的研究[D];华中农业大学;2010年
9 宁大伟;江汉平原油菜—水稻轮作制度下施肥效果及经济效益的研究[D];华中农业大学;2010年
10 朱小娇;施用工程菌和草木灰对污染土壤Cd形态和小麦生长的影响[D];华中农业大学;2010年
【二级参考文献】
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1 欧玉春;尼龙基复合材料的增韧和增强[J];工程塑料应用;1993年02期
2 徐僖,王琪;废弃高分子材料回收处理与再生利用新技术[J];工程塑料应用;1999年03期
3 杨桂成,曾汉民,章明秋,张茂安,李家驹;剑麻纤维/不饱和聚酯环境材料[J];工程塑料应用;2001年01期
4 肖加余,曾竟成,张长安,梁重云,王春齐,张纯禹,张小静,陈湘生,娄斌武;苎麻落麻纤维增强聚合物复合材料研究[J];工程塑料应用;2001年02期
5 宋波,黄锐,魏刚,郑明嘉;PA6/纳米CaCO_3复合材料的制备和性能[J];工程塑料应用;2002年12期
6 张金柱,汪信,陆路德,徐迎宾;纳米无机粒子对塑料增强增韧的“裂缝与银纹相互转化”机理[J];工程塑料应用;2003年01期
7 钟鑫,薛平,丁筠;木塑复合材料性能研究的关键问题[J];工程塑料应用;2003年01期
8 钟明强,孙莉,郭绍义;无机颗粒填充复合材料摩擦磨损性能研究进展[J];工程塑料应用;2003年08期
9 张丽;冯绍华;;改善热塑性塑料/植物纤维界面相容性方法的研究[J];工程塑料应用;2006年07期
10 高志强,马会英;大麻纤维的性能及其应用研究[J];北京纺织;2004年06期
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1 卢殉;石光;章明秋;容敏智;曾汉民;;剑麻纤维增强苄基化木纤维基复合材料的制备与性能研究[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
2 刘原;容敏智;章明秋;曾汉民;;单向连续剑麻纤维/环氧树脂复合材料的力学性能研究[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
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1 何其佳;微波辐照对聚烯烃和氟树脂复合材料结构与性能影响的研究[D];四川大学;2005年
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1 李雪;秸秆固态发酵酒精的研究[D];中国农业大学;2002年
2 孙占英;塑木复合材的耐久性研究[D];南京林业大学;2005年
3 薛娜;甘蔗渣/废旧塑料袋复合材料的开发研究[D];昆明理工大学;2006年
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1 李润民 ,张引枝 ,刘振宇;CA SELECTS Carbon Graphite Fibers[J];新型炭材料;1993年01期
2 蒋汉生;;玻璃钢/复合材料在大型异形建筑结构中的应用特点[J];玻璃钢;1995年04期
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4 许幸新;刘传绍;赵波;;超声振动钻削SiC颗粒增强铝基复合材料时的切削力研究[J];工具技术;2007年01期
5 赵瑞方;华坚;聂建斌;;蜂窝状三维织物及其加强复合材料的研制[J];纺织科技进展;2007年05期
6 汪志芬;林华;张可喜;王江;符新;;淀粉/天然橡胶复合材料的研究[J];弹性体;2008年02期
7 陈雷;曾黎明;罗兰;张超;;聚醚醚酮树脂的改性及应用进展[J];塑料科技;2009年12期
8 赵德旭;李巧玲;;碳纳米管/环氧树脂复合材料的研究进展[J];塑料科技;2009年12期
9 J.P.Giltrow;J.K.Lancaster;郑云翼;;碳纤维增强聚合物的摩擦和磨损[J];流体机械;1973年12期
10 复合材料软管技术协作组;无纸贴膜复合材料软管研制成功[J];日用化学工业;1979年06期
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7 益小苏;王震;刘志真;杨慧丽;丁孟贤;李宏运;;高韧性树脂转移模塑聚酰亚胺复合材料技术[A];航空科学技术学科发展报告(2008-2009)[C];2009年
8 郑媛心;王言伦;王孝军;杨杰;;环氧树脂/AlN复合材料导热性研究[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
9 王先平;王伟国;李春;程帜军;方前锋;;Li_5La_3Ta_2O_(12)/Al基高阻尼复合材料的制备和阻尼性能[A];第九届全国固体内耗与力学谱及其应用学术会议论文集[C];2009年
10 杨宜谦;;复合材料在桥梁工程中的应用[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 亚兰;亚什兰在华代理TA公司PVC复合材料[N];中国化工报;2008年
2 郑英;江阴自主研发产品获JEC复合材料展创新奖[N];江阴日报;2010年
3 黄丽娟胡伟滨 记者 王方遒;亚洲最大复合材料生产基地在哈建成[N];哈尔滨日报;2007年
4 朱剑红;中国建材收购德国企业[N];人民日报;2007年
5 记者 刘棉柳;EPMC复合材料发展进入新阶段[N];广东科技报;2005年
6 记者 杨静;中国复合材料集团锁定“三高”产品[N];中国建材报;2006年
7 尔基;专注指向成功[N];现代物流报;2007年
8 朱江;帝斯曼复合材料树脂集团推出两个新产品[N];中国建材报;2008年
9 广文;秦皇岛奥体中心获赠“复合材料轻型抗爆炸容器”[N];人民公安报;2008年
10 洋洋;澳大利亚将试飞模块化全复合材料无人机[N];中国航空报;2007年
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1 袁辉;碳/碳复合材料刚度与强度预测模型研究[D];南京航空航天大学;2009年
2 聂军武;CoFe_2O_4-BaTiO_3磁电复合材料的制备及性能研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 袁磊;利用反应烧结法制备Si_3N_4复合材料及其多孔材料的研究[D];东北大学;2008年
4 许文娇;废弃环氧树脂再生技术及应用研究[D];东华大学;2011年
5 尹昌平;共注射RTM制备承载/隔热/防热一体化复合材料[D];国防科学技术大学;2009年
6 康建立;铜基体上原位合成碳纳米管(纤维)及其复合材料的性能[D];天津大学;2009年
7 庄健;Cu/TiC复合材料的制备,组织结构及摩擦磨损行为[D];吉林大学;2011年
8 韩相华;铁基微粉/粘合剂复合材料的微波吸收性能研究[D];兰州大学;2010年
9 王宝来;三维编织复合材料的力学性能和尺寸效应研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
10 孟黎清;飞机蜂窝结构动态冲击下的破坏机理及吸收能量分配机制[D];太原理工大学;2011年
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1 卜军;含端乙焕基硅/氮树脂及其复合材料的研究[D];华东理工大学;2012年
2 石品品;碳纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的制备和性能研究[D];华东理工大学;2012年
3 沈艳萍;高介电常数氰酸酯基复合材料的研究[D];苏州大学;2011年
4 蔡国锋;竹粉/聚丙烯复合材料的研究[D];华东理工大学;2012年
5 梁少旭;含孔隙复合材料的强度分析研究[D];南京航空航天大学;2010年
6 李国琴;泡沫来层复合材料的制备及其力学和阻燃性能的研究[D];东华大学;2011年
7 金莹莹;周期微六面体点阵复合材料带隙阻尼特性研究[D];大连理工大学;2012年
8 蒋园园;光纤光栅传感器应用于复合材料损伤监测的研究[D];武汉理工大学;2012年
9 滕祥萌;复合材料闭合薄壁梁的模态阻尼预测[D];山东科技大学;2011年
10 姜舜;复合材料的多平面加强柱壳结构研究[D];华中科技大学;2011年
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