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油菜秸稈裝飾材料的制備及特性研究

來源:論文學(xué)術(shù)網(wǎng)
時(shí)間:2024-08-18 22:13:40
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油菜秸稈裝飾材料的制備及特性研究【摘要】:近年來,隨著人民生活水平的提高,工程建筑、裝飾裝修蓬勃發(fā)展,同時(shí)對(duì)建筑材料提出了適用經(jīng)濟(jì)、美觀環(huán)保的要求。傳統(tǒng)木材盡管社會(huì)需求量仍然很大,

【摘要】: 近年來,隨著人民生活水平的提高,工程建筑、裝飾裝修蓬勃發(fā)展,同時(shí)對(duì)建筑材料提出了適用經(jīng)濟(jì)、美觀環(huán)保的要求。傳統(tǒng)木材盡管社會(huì)需求量仍然很大,但是由于森林資源的日益匾乏,以及木材自身存在的缺點(diǎn),使用上受到很大的限制。而利用油菜秸稈等植物秸稈類生物質(zhì)原料代替木材與塑料復(fù)合制備新型生物質(zhì)塑料復(fù)合裝飾材料,可充分利用廢棄生物質(zhì)資源,避免焚燒時(shí)所造成的環(huán)境污染,近年來越來越受到人們的重視。本實(shí)驗(yàn)研究證明:將油菜秸稈粉進(jìn)行一定的物理、化學(xué)改性處理之后,可以明顯改善油菜秸稈粉和塑料的相容性,提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和加工性能,可為湖北省油菜作物的綜合利用,提高油菜產(chǎn)后附加值、增加農(nóng)民收入,提供一條可靠的途徑。 本課題在綜述木材-塑料復(fù)合材料(WPC)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,提出研究開發(fā)油菜秸稈-PVC復(fù)合裝飾材料,并針對(duì)油菜秸稈-PVC復(fù)合裝飾材料中存在的問題,提出了用堿化氨化法和偶聯(lián)劑法聯(lián)合改善油菜秸稈粉與PVC相容性的新思路:以油菜秸稈粉為主要原料,采用堿化氨化法對(duì)油菜秸稈纖維預(yù)處理后再用偶聯(lián)劑進(jìn)行疏水化改性,輔以增塑、交聯(lián)、增強(qiáng)反應(yīng),通過模壓或擠出工藝制備油菜秸稈裝飾材料。 本研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下: 1.油菜秸稈的熱分解分為4個(gè)階段:第一個(gè)階段從50℃到100℃是物料中的游離水分蒸發(fā)階段;第二個(gè)階段是從100℃到230℃,油菜秸稈發(fā)生緩慢解聚;第三個(gè)階段是從230℃到710℃,是纖維素和半纖維素還有木質(zhì)素的熱分解階段;最后一個(gè)階段是從710℃到900℃,為剩余木質(zhì)素的熱分解和碳化階段。在熱解的主要溫度區(qū)間230~380℃,不同加熱速率下其活化能分別為44.5KJ/mol、53.7 KJ/mol、57.5KJ/mol。 2.在105℃下干燥2h可有效去除油菜秸稈水分,其失重率控制在0.5%以內(nèi)。干燥后油菜秸稈粉的回吸試驗(yàn)表明:80目油菜秸稈粉的回潮率最大,48h后可達(dá)19.96%,因此油菜秸稈粉干燥后1小時(shí)內(nèi)需裝入防水塑料袋中封存,以防止回潮現(xiàn)象發(fā)生。 3.油菜秸稈粉在200℃高溫下加熱時(shí)間超過5min之后,色度增加值(DE)才會(huì)出現(xiàn)大幅上升,因此在正常的加工條件下其色度變化完全可以滿足產(chǎn)品的要求 4.經(jīng)過堿化氨化法聯(lián)合處理油菜秸稈粉之后,可以大幅降低其結(jié)晶度,最佳處理時(shí)間為24h。 5.雙氨基硅烷對(duì)油菜秸稈粉的疏水化改性效果最好,并采用正交實(shí)驗(yàn)得出最佳改性條件為雙氨基硅烷用量為油菜秸稈粉重量的2.5%,改性時(shí)間2h,改性溫度100℃,攪拌速度850r/min。 6.確定了油菜秸稈粉的最佳粒徑為80目;在裝飾材料中間的最佳填充量為80份;并確定了增塑劑DOP的最佳用量為7.5份;最佳增韌劑為ACR-401,其最佳用量為12份;填充劑稻谷殼與油菜秸稈粉的最佳用量比為2:3,最佳脫模劑為由液體石蠟和硬脂酸按1:1組成的復(fù)合脫模劑,用量為2份,交聯(lián)劑DCP的最佳用量為1.8份。 7.雙螺桿擠出機(jī)對(duì)植物性纖維在PVC基體的分散和塑化作用強(qiáng)于單螺桿擠出機(jī),在植物纖維填充量一定的條件下,新料PVC制成產(chǎn)品的性能高于回收料PVC制成產(chǎn)品的性能 8.采用三因素二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)得出機(jī)頭溫度、主機(jī)轉(zhuǎn)速和熔體壓力對(duì)油菜稈薄板的力學(xué)性能影響的三元二次回歸方程為:Y=-1447.1923+17.8519Z_1-9.3677Z_2+33.6714Z_3+0.1788Z_1Z_2-0.0609Z_1~2-0.67222Z_2~2-4.8102Z_3~2,確定了各因素的最優(yōu)試驗(yàn)水平為:機(jī)頭溫度169.55℃,主機(jī)轉(zhuǎn)速15.58rpm,熔體壓力3.5 MPa。在這最佳工藝條件下,最佳產(chǎn)品的力學(xué)性能和衛(wèi)生指標(biāo)分別為:彎曲強(qiáng)度27.3MPa,彎曲彈性模量1747MPa,抗曲實(shí)驗(yàn)19mm。達(dá)到部頒標(biāo)準(zhǔn)BB/T0020-2001(參考木塑托盤技術(shù)要求),表面耐香煙灼燒性符合GB/T15102-94標(biāo)準(zhǔn)要求,無黃斑、黑斑、裂紋、鼓泡,甲醛含量為0mg/100g。 9.油菜稈薄板在25℃水中48h后吸水率僅為4.98%,當(dāng)空氣的相對(duì)濕度在60到100范圍以內(nèi),油菜稈薄板樣品的最大吸潮率為4.75%,適應(yīng)環(huán)境較好,不易吸潮 以上的基礎(chǔ)研究為農(nóng)業(yè)廢棄資源的綜合利用以及農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化開辟了一條嶄新的途徑,為解決“三農(nóng)”問題提供了一定的理論依據(jù)和實(shí)際參考。因此,本研究項(xiàng)目具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保三重效益。 【關(guān)鍵詞】:油菜秸稈 聚氯乙烯 木塑材料 裝飾材料 復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2007
【分類號(hào)】:TU564
【目錄】:
  • 摘要7-10
  • Abstract10-13
  • 縮寫詞表檢索13-14
  • 前言14-25
  • 1 概述14-16
  • 2 木塑復(fù)合材料的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀16-18
  • 2.1 國外研究現(xiàn)狀16-17
  • 2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-18
  • 3 植物纖維/熱塑性塑料復(fù)合制備生物質(zhì)材料中存在的問題18-20
  • 3.1 天然植物纖維的特性18-20
  • 4 提高植物纖維/熱塑性塑料復(fù)合材料界面相容性的方法20-22
  • 4.1 物理方法20-21
  • 4.2 化學(xué)方法21-22
  • 5 PVC/植物纖維復(fù)合材料增韌的研究進(jìn)展22-24
  • 5.1 PVC簡介22
  • 5.2 PVC增韌的研究進(jìn)展22-24
  • 6 本文研究內(nèi)容與方法24-25
  • 第一章 油菜稈纖維的特性研究25-37
  • 0 引言25
  • 1 材料與方法25-28
  • 1.1 實(shí)驗(yàn)材料25
  • 1.2 實(shí)驗(yàn)儀器25-26
  • 1.3 試驗(yàn)方法26-28
  • 1.3.1 油菜秸稈粉的制備26
  • 1.3.2 油菜秸稈粉的熱分析研究26
  • 1.3.3 白度分析26
  • 1.3.4 油菜秸稈粉回潮率測(cè)定26-27
  • 1.3.5 油菜秸稈粉吸油量測(cè)定27
  • 1.3.6 油菜秸稈粉的X-射線衍射表征27-28
  • 2 結(jié)果與分析28-36
  • 2.1 油菜秸稈粉的熱分析28-33
  • 2.1.1 油菜秸稈粉的程序升溫?zé)岱治?/span>28-30
  • 2.1.2 油菜秸稈非等溫?zé)峤馐е貏?dòng)力學(xué)模型的建立30-32
  • 2.1.3 等溫條件下油菜秸稈粉干燥曲線的測(cè)定32-33
  • 2.1.4 等溫條件下不同水分含量的油菜秸稈粉干燥曲線的測(cè)定33
  • 2.2 白度分析33-34
  • 2.3 油菜秸稈粉的回潮率曲線34
  • 2.4 油菜秸稈粉吸油量測(cè)定34-35
  • 2.5 油菜秸稈粉的x射線表征35-36
  • 3 小結(jié)36-37
  • 第二章 油菜稈裝飾材料的研究37-62
  • 0 引言37
  • 1 材料與方法37-42
  • 1.1 實(shí)驗(yàn)材料37
  • 1.2 實(shí)驗(yàn)儀器37-38
  • 1.3 主要試劑38
  • 1.4 實(shí)驗(yàn)方法38-40
  • 1.4.1 油菜秸稈粉的預(yù)處理改性38-39
  • 1.4.2 油菜秸稈粉的疏水化改性39-40
  • 1.4.3 改性油菜秸稈粉的表征40
  • 1.5 油菜稈基生物質(zhì)材料制備40-42
  • 1.5.1 實(shí)驗(yàn)室工藝流程40-41
  • 1.5.2 干混粉配方41
  • 1.5.3 實(shí)驗(yàn)室模壓成型41-42
  • 1.6 油菜稈基生物質(zhì)材料的表征42
  • 1.6.1 片材的感官質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)42
  • 1.6.2 片材的力學(xué)性能測(cè)試42
  • 1.6.3 維卡軟化點(diǎn)測(cè)定42
  • 1.7 數(shù)據(jù)分析42
  • 2 結(jié)果與分析42-61
  • 2.1 油菜秸稈的表面預(yù)處理研究42-48
  • 2.1.1 堿預(yù)處理法42-43
  • 2.1.2 尿素預(yù)處理法(氨化預(yù)處理法)43-44
  • 2.1.3 堿化-氨化預(yù)處理法44-45
  • 2.1.4 預(yù)處理油菜秸稈粉結(jié)構(gòu)表征45-48
  • 2.2 油菜秸稈粉的疏水化改性48-53
  • 2.2.1 偶聯(lián)劑種類的選擇48-49
  • 2.2.2 改性條件的確定49-53
  • 2.2.3 疏水化處理后的油菜枯桿粉的紅外光譜53
  • 2.3 輔助填充劑稻殼對(duì)材料性能的影響53-54
  • 2.4 DOP用量對(duì)填充材料體系的影響54-55
  • 2.5 增韌劑對(duì)材料的影響55-57
  • 2.5.1 不同增韌劑對(duì)沖擊強(qiáng)度的影響56
  • 2.5.2 不同增韌劑對(duì)彎曲強(qiáng)度的影響56-57
  • 2.6 脫模劑用量的確定57-58
  • 2.7 交聯(lián)劑DCP用量的確定58
  • 2.8 改性油菜粉最佳粒徑的確定58-59
  • 2.9 改性油菜秸稈纖維填充量的確定59-60
  • 2.10 最優(yōu)模壓工藝參數(shù)的確定60-61
  • 2.10.1 模壓溫度的確定60-61
  • 2.10.2 模壓時(shí)間的確定61
  • 3 小結(jié)61-62
  • 第三章 油菜稈生物質(zhì)材料工業(yè)化生產(chǎn)條件探索62-72
  • 0 引言62
  • 1 材料與方法62-64
  • 1.1 實(shí)驗(yàn)原料62
  • 1.2 主要試劑62-63
  • 1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備63
  • 1.4 實(shí)驗(yàn)采用的技術(shù)路線63
  • 1.5 實(shí)驗(yàn)方法63-64
  • 1.5.1 產(chǎn)品力學(xué)性能測(cè)定63-64
  • 1.5.2 產(chǎn)品防水性能測(cè)試64
  • 1.5.3 產(chǎn)品防潮性能測(cè)試64
  • 2 結(jié)果與分析64-71
  • 2.1 工業(yè)化生產(chǎn)設(shè)備的選擇64-67
  • 2.2.1 單、雙螺桿對(duì)擠出物料的影響64-66
  • 2.2.2 單、雙螺桿對(duì)產(chǎn)品性能的影響66-67
  • 2.2 雙螺桿擠出成型工藝條件的選擇67-70
  • 2.3 工業(yè)化產(chǎn)品的性能70-71
  • 2.3.1 力學(xué)性能和衛(wèi)生指標(biāo)70-71
  • 2.3.2 防水性能71
  • 2.3.3 不同環(huán)境中的吸潮性71
  • 3 小結(jié)71-72
  • 結(jié)論72-74
  • 參考文獻(xiàn)74-79
  • 致謝79-80
  • 附錄80


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塑料在室內(nèi)裝飾材料上的應(yīng)用    趙俊學(xué);

玻璃纖維織物/聚氯乙烯復(fù)合材料隔聲性能    傅雅琴;倪慶清;姚躍飛;肖山宏;陳文興;劉冠峰;

復(fù)合材料失效分析    何九領(lǐng);魯金華;

AU2000聲-超聲復(fù)合材料檢測(cè)系統(tǒng)研制    劉時(shí)風(fēng);王勇;陶雪榮;陳顯鋒;

復(fù)合材料變形與損傷的光力學(xué)細(xì)觀實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)    佟景偉;沈珉;王世斌;李鴻琦;穆祥新;

注塑成型CB/iPP/HDPE復(fù)合材料電性能的研究    郜永娟;劉正英;楊鳴波;

纖維型Microstretch復(fù)合材料的面內(nèi)有效彈性模量預(yù)測(cè)    馬寒松;

二維點(diǎn)陣復(fù)合材料圓筒結(jié)構(gòu)軟模輔助纏繞成型及軸向壓縮性能研究    張昌天;李晶晶;江大志;肖加余;

高韌性樹脂轉(zhuǎn)移模塑聚酰亞胺復(fù)合材料技術(shù)    益小蘇;王震;劉志真;楊慧麗;丁孟賢;李宏運(yùn);

環(huán)氧樹脂/AlN復(fù)合材料導(dǎo)熱性研究    鄭媛心;王言倫;王孝軍;楊杰;

Li_5La_3Ta_2O_(12)/Al基高阻尼復(fù)合材料的制備和阻尼性能    王先平;王偉國;李春;程幟軍;方前鋒;

亞什蘭在華代理TA公司PVC復(fù)合材料    亞蘭

江陰自主研發(fā)產(chǎn)品獲JEC復(fù)合材料展創(chuàng)新獎(jiǎng)    鄭英

亞洲最大復(fù)合材料生產(chǎn)基地在哈建成    黃麗娟胡偉濱 記者 王方遒

中國建材收購德國企業(yè)    朱劍紅

EPMC復(fù)合材料發(fā)展進(jìn)入新階段    記者 劉棉柳

中國復(fù)合材料集團(tuán)鎖定“三高”產(chǎn)品    記者 楊靜

澳大利亞將試飛模塊化全復(fù)合材料無人機(jī)    洋洋

專注指向成功    爾基

帝斯曼復(fù)合材料樹脂集團(tuán)推出兩個(gè)新產(chǎn)品    朱江

復(fù)合材料國家工程實(shí)驗(yàn)室在北京揭牌    王迅

廢棄環(huán)氧樹脂再生技術(shù)及應(yīng)用研究    許文嬌

碳/碳復(fù)合材料剛度與強(qiáng)度預(yù)測(cè)模型研究    袁輝

CoFe_2O_4-BaTiO_3磁電復(fù)合材料的制備及性能研究    聶軍武

利用反應(yīng)燒結(jié)法制備Si_3N_4復(fù)合材料及其多孔材料的研究    袁磊

共注射RTM制備承載/隔熱/防熱一體化復(fù)合材料    尹昌平

銅基體上原位合成碳納米管(纖維)及其復(fù)合材料的性能    康建立

Cu/TiC復(fù)合材料的制備,組織結(jié)構(gòu)及摩擦磨損行為    莊健

鐵基微粉/粘合劑復(fù)合材料的微波吸收性能研究    韓相華

三維編織復(fù)合材料的力學(xué)性能和尺寸效應(yīng)研究    王寶來

飛機(jī)蜂窩結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)沖擊下的破壞機(jī)理及吸收能量分配機(jī)制    孟黎清

油菜秸稈裝飾材料的制備及特性研究    汪振炯

聚氯乙烯/納米水滑石復(fù)合材料的制備和表征    舒文曉

高介電常數(shù)氰酸酯基復(fù)合材料的研究    沈艷萍

含端乙煥基硅/氮樹脂及其復(fù)合材料的研究    卜軍

碳纖維增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)合材料的制備和性能研究    石品品

竹粉/聚丙烯復(fù)合材料的研究    蔡國鋒

含孔隙復(fù)合材料的強(qiáng)度分析研究    梁少旭

泡沫來層復(fù)合材料的制備及其力學(xué)和阻燃性能的研究    李國琴

復(fù)合材料閉合薄壁梁的模態(tài)阻尼預(yù)測(cè)    滕祥萌

復(fù)合材料的多平面加強(qiáng)柱殼結(jié)構(gòu)研究    姜舜