同向啮合双螺杆挤出机挤出过程的计算机模拟

计算机模拟研究了聚苯乙烯在TSE-35A型同向啮合双螺杆挤出机的挤出过程.计算得到不同喂料速率与不同转速下的停留时间分布,并与在线荧光法测量值对比,二者基本相符.确定了停留时间与螺杆转速及喂料速率之间的函数关系式.模拟结果还预测了喂料速率、螺杆转速等工艺参数对双螺杆内流场变量,如温度、填充率、压力及粘度等的影响.模拟计算有助于了解双螺杆挤出机内部聚合物材料流动状态及停留时间长短,从而指导实际聚合物生产.     

离子液体中纤维素/纳米层状ZnO复合抗菌纤维的制备及性能

以表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)为模板,Zn(NO_3)_2·6H_2O和NaOH为锌源和沉淀剂,通过改进的模板法在温和条件下制得纳米层状ZnO.以离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐([Amim]Cl)为溶剂,木浆纤维素和纳米层状ZnO为原料,采用溶液共混方法,通过干湿法纺丝制备了ZnO质量分数分别为3%,5%,7%及9%的纤维素/ZnO纳米复合纤维.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TG)等方法对纳米层状ZnO及纤维素/ZnO复合纤维进行了表征,并探讨了ZnO的加入对复合体系流变性的影响,同时对复合纤维进行了力学和抗菌性能测试.研究结果表明,所制备氧化锌纯度高,且呈现出重复周期为3.58 nm的层状结构,抗菌性能优异.纳米层状ZnO的加入提高了纤维素纤维的热稳定性和机械强度,同时赋予纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性.ZnO片层被纤维素链剥离,并均匀分散于纤维素/ZnO复合物中.ZnO的加入增大了纤维素溶液的黏度,当ZnO含量达到5%以上时,在整个频率范围内,弹性模量大于损耗模量,纳米粒子可稳定悬浮.     

离子液体在纤维素研究中的应用

离子液体是一种新型的绿色溶剂,纤维素是一种可再生的生物资源,作为非衍生化纤维素溶剂,离子液体在纤维素研究中呈现出了良好的发展态势。本文综述了纤维素在离子液体溶解、再生、衍生化反应及其在生物酶催化等方面的一些研究成果。     

离子液体溶解纤维素的研究

纤维素是一种可生物降解的天然高分子材料,由于纤维素含有大量的分子间和分子内氢键,导致纤维素难溶于水和一般的有机溶剂。现有的溶剂存在稳定性差、具有毒性、难以回收等缺点,对纤维素的加工、利用造成困难,因此,寻找新型绿色溶剂成为纤维素开发的热点和难点。离子液体是一种新型高效绿色溶剂,在一定条件下可以溶解纤维素、角蛋白等生物大分子,离子液体的出现为纤维素的溶解提供了一种环境友好、可生物降解的溶剂体系,具有广阔的应用前景。本文就不同种类离子液体溶解纤维素的溶解度以及影响溶解度的几种因素进行了综述,总结了离子液体与纤维素作用机理以及离子液体的回收方法,为纤维素的加工利用提供了理论依据和工业指导。     

醋酸纤维素/PET接枝共聚物的制备及性能

以低数均分子量的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、二醋酸纤维素(CDA)为原料,异孚尔酮二异氰酸酯(IPDI)为接枝剂,二月桂酸二丁基锡(DBTDL)和离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐为催化剂制备得到新型的接枝共聚物CDA-g-PET。对接枝过程进行了优化,研究了催化剂种类与接枝剂用量对接枝过程的影响,利用红外分析和广角X射线衍射分析探究了接枝机理。同时对CDA-g-PET膜进行力学性能测试,探讨了PET的加入量对CDA-g-PET膜力学性能的影响。结果表明:PET通过化学键连接接枝到CDA上,接入的PET降低了CDA的结晶性;采用DBTDL与离子液体作为联合催化剂,接枝时间由7d缩短至8h;当接枝剂IPDI的加入量,即n(IPDI)/n(PET)为1.05~1.10时CDA-g-PET无交联;随着PET含量的增加,CDA-g-PET膜与CDA膜相比拉伸强度仅降低6.55%~27.24%,断裂伸长率增加149.89%~177.81%。     

离子液体中的纤维素溶解、再生及材料制备研究进展

近年来,离子液体作为一类新型的环境友好介质和软功能材料受到了广泛的关注,并被广泛应用于有机合成、催化、电化学、分离分析等领域.其中,离子液体中的纤维素化学是当前离子液体研究的热点领域之一,离子液体的出现也为纤维素化学的进一步发展提供了广阔的空间.离子液体以其低熔点、高稳定性、低蒸汽压、溶解性能可调节等优异的理化性能已被证实为纤维素的有效溶剂,被广泛用于纤维素的溶解、再生及应用研究.综述了离子液体中纤维素的溶解行为,包括纤维素溶解度的影响因素、纤维素在离子液体中的溶解过程、纤维素的溶解及再生机理等,以及离子液体中基于纤维素的新型材料制备研究进展,并对离子液体中纤维素研究存在的问题和未来的发展方向进行了总结和展望.     

β-环糊精接枝纤维素纤维的研究

以环氧基为交联桥,制备了β-环糊精接枝纤维素纤维,获得了接枝最佳工艺条件,同时运用DSC和IR进行了表征。实验结果表明,环氧化反应乃接枝中关键步骤,其适宜工艺条件为:1g纤维素纤维所需环氧氯丙烷7mL,40%的NaOH溶液6mL,温度为40℃,时间为2.5h。侧链局部运动使纤维素纤维接枝β-环糊精后发生了次级转变。该研究有利于开发β-环糊精在纤维纺织工业的应用。     

静电纺丝法制备纤维素纳米纤维的研究进展

纤维素纳米纤维很好的结合了纤维素的重要属性和纳米材料的各项特性,但纤维素大分子之间存在大量氢键,使得纤维素较难溶于普通溶剂,导致通过静电纺丝法直接制备纤维素纳米纤维具有一定的难度.而先采用静电纺丝法制备纤维素衍生物纳米纤维,再对纤维素衍生物纳米纤维进行水解也是制备纤维素纳米纤维的一种有效方法.本文对近年来这两种纤维素纳米纤维制备方法的研究进行了综述,并对静电纺制备纤维素纳米纤维的发展前景做出了展望.     

微波法合成离子液体[AMIM]Cl及其对纤维素的预处理

利用微波法合成了离子液体1-烯丙基,3-甲基咪唑氯盐[AMIM]Cl,并利用合成的离子液体分别对微晶纤维素、麦草秸杆和玉米芯进行预处理,得到了再生纤维素。考察了纤维素在离子液体中的溶解过程,并通过FT-IR、SEM和酶解对其预处理效果进行了表征。结果表明:微波法可以大大减少反应时间,合成的离子液体[AMIM]Cl可以有效降低纤维素的结晶度,增加其表面粗糙度,提高纤维素酶的可及性及底物的利用率。     

离子液体介质中纤维素酶降解纤维素的研究进展

以不可再生资源为原料和能源进行的传统加工工业正面临着资源日益枯竭的现实,所以对可再生资源的研究势在必行。在各种可再生资源中,纤维素生物质是唯一可再生的碳资源,具有取之不尽用之不竭的物质基础,被普遍认为将会部分替代或补充不可再生资源。但由于纤维素的超分子结构,传统的工艺很难将其降解转化,离子液体作为一种新型的绿色溶剂,不仅能够很好地溶解纤维素,同时也是纤维素酶解反应的良好溶剂。综述了国内外离子液体对纤维素溶解、再生以及降解的近期研究成果,分析了其中存在的问题,提出了离子液体降解纤维素的发展方向。     

Functional Cellulose Materials Fabricated by Using Ionic Liquids as the Solvent

Cellulose is one of the most abundant natural polymers in the nature, which has many attractive advantages, such as renewability,biodegradability, and biocompatibility. However, due to the strong hydrogen bond network and hierarchical structure, cellulose is extremely difficult to be dissolved and processed. More recently, a class of novel eco-friendly solvents, ionic liquids, have been found to be able to efficiently dissolve cellulose, providing a versatile platform for cellulose processing an...     

Preparation and Characterization of Niobium Oxide Coated Cellulose Fiber

The Nb₂O₅/cellulose composite was prepared by reacting α-cellulose with NbCl_5-n(OC₂H₅)_n, in nonaqueous solvent, under nitrogen atmosphere and submitting the obtained material to hydrolysis. An increase in the crystallinity degree is observed in the composite material because the precursor reagent reacts with the amorphous phase of the cellulose fibers. Loadings between 4.5 and 16.0% of the oxide were achieved and in every case the oxide particles uniformly cover the fiber surface. Lewis and Brønsted acid sites were determined by using pyridine as the basic molecular probe.     

纤维素纳米纤维基层层自组装透明柔性导电膜及其电致变色柔性超级电容器

以纤维素纳米纤维(CNFs)膜为基材,通过层层自组装法设计并制备了CNFs/[Cu2+-GO]5/[PANIPEDOT∶PSS]10复合膜(CGPP膜),经过除铜,将氧化石墨烯(GO)还原为还原氧化石墨烯(RGO),得到CNFs/RGO5/[PANI-PEDOT∶PSS]10复合导电膜(CRGPP-10膜),并以H2SO4-PVA凝胶为电解质,双片CRGPP-10膜为电极,组装了双电极体系的柔性超级电容器S-RGPP.对CGPP膜和CRGPP-10膜进行紫外-可见光谱、结晶特性和形态表征,并对S-RGPP的循环伏安(CV)曲线、恒电流充放电性能(GCD)及电化学阻抗谱(EIS)等电化学性能进行分析.结果表明,通过层层自组装法制备的CRGPP-10膜具有均匀和透明度可控的优点.柔性超级电容器S-RGPP的内阻较小,同时具有双电层(EDL)电容和赝电容性能,表现出良好的柔性和一定的电致变色性.RGO的加入使S-RGPP的循环稳定性得到改善.     

Pd掺杂的纳米晶α-Fe2O3基CO敏感元件

采用共沉淀法制备了掺杂Pd和其它元素的纳米晶α-Fe2O3粉体,并制作了厚膜型CO敏感元件,用XRD、TEM和比表面积测定技术对合成的粉体进行了表征,考察了掺杂元素的各类和含量及焙烧温度对敏感元件的灵敏度的影响,结果表明,掺杂5％Sn^4＋和1％Pd^2 ,在450℃焙烧的α-Fe2O3对CO的气敏性最佳。     

表面接枝季铵盐型高分子材料抗菌过程的特性研究

考察了一种表面接枝季铵盐型高分子材料对水溶液中大肠杆菌的抗菌过程特性,发现此材料可以在短时间内迅速降低溶液中的大肠杆菌的活菌量.用菌体耗氧测定法与扫描电镜观察法研究了其抗菌过程.结果表明,其抗菌过程由吸附和杀灭两个步骤构成,其中吸附过程由纤维与大肠杆菌表面静电作用所控制,是一个快速过程,而杀灭过程则伴随着细胞壁在纤维表面的溶解,是一个慢过程.菌体耗氧测定法与扫描电镜观察法所获得的结果具有一致性,并可广泛应用于研究抗菌纤维的抗菌作用机理及过程特性.     

Cellulose nanofibres by sonocatalysed-TEMPO-oxidation

The purpose of this work was to study the influence of acoustic cavitation on the oxidation of a mill bleached machine dried hardwood Kraft pulp. The oxidation of the pulp was carried out using 4-acetamido-TEMPO coupled with NaOCl/NaBr as co-oxidizer. The carboxylate content was increased by about 30% without any adverse impact on the degree of polymerization in the case of oxidations under acoustic cavitation compared to the reference without acoustic cavitation. A close correlation between the yield of nanocellulose and the carboxylate content of the oxidized pulps was observed. The individualized cellulose nanofibres were 3–4 nm in width and a few microns in length.     

静电纺丝法制备定向排列的铁氧体纳米纤维

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和金属硝酸盐为原料,采用改进的静电纺丝法制备了直径均匀、表面光滑、定向排列的Co0.8Zn0.2Fe2O4/PVP纳米纤维前驱体,经热处理后得到定向排列的铁氧体纳米纤维.对前驱体纤维的热分解过程及Co0.8Zn0.2Fe2O4(CZFO)的结构、物相及形貌进行了表征.结果表明,在空气中经550～950℃热处理3 h后均得到纯相、结晶良好的尖晶石型钴锌铁氧体;在2000 r/min转速下收集的复合纤维形貌最佳,直径约300 nm;经750℃热处理后纤维直径约为70 nm,室温下测得饱和磁化强度为66.1 A.m2/kg,矫顽力达到最大值6.6 A/m,表明钴锌尖晶石型铁氧体单畴临界尺寸约为44 nm.与CoFe2O4相比,CZFO的饱和磁化强度升高,矫顽力下降,并且CZFO的纤维与粉末的磁特性有明显的区别.     

Nanocatalysts Fabricated by a Dealloying Method

Two types of nanomaterials with different morphologies are described in this article: nanoporous metals and titanate nanowires. Both materials are fabricated by a dealloying method. In the former case, the catalytic properties of nanoporous gold and palladium are exemplified by many chemical transformations. The reactions proceed without any support, stabilizer, or ligands. The catalyst can be easily recovered by a simple separation process and reused many times without significant loss of catalytic activity. In the latter case, the dealloying of Ti–Al alloy is described as a new fabrication method for producing ultrafine titanate nanowires. This method does not require high‐temperature conditions, which is advantageous for the construction of fine structures. The key to this process is achieving a fine dispersion of intermetallic TiAl₃ nanocrystals in the Al matrix in the mother alloy. The resulting nanowires exhibit remarkable Sr²⁺ ion‐exchange properties.     

Hydrolysis of 1,2-diacetoxypropane by Immobilized Lipase on Cellulose Acetate-TiO2 Gel Fiber Derived from the Sol-Gel Method

Lipase from Rhizomucor miehei was entrap-immobilized on cellulose acetate-TiO₂ gel fiber by the sol-gel method. This fiber-immobilized lipase was stable in a phosphate buffer solution and easy to handle. The enantioselective hydrolysis of 1,2-diacetoxypropane catalyzed by this immobilized lipase could be performed in buffer solution unlike the lipase immobilized on an alginate matrices. The enantioselectivity was improved in presence of this fiber-immobilized lipase compared with the hydrolysis catalyzed by the native lipase. This finding indicates that the active site structure of lipase immobilized on fiber was retained to some extent, though the enzyme conformation may become flexible in presence of water. We also compared the properties of this fiber-immobilized lipase with native lipase and commercially available immobilized lipase from Rhizomucor miehei, viz., Lipozyme.