木质素/PVA发泡材料改性研究
发布时间：2021-07-08 17:31
目的探究甘油用量对木质素/PVA发泡材料性能的影响。方法采用水浴加热方法对PVA和木质素进行溶解处理,再加入不同量的甘油,以不加甘油的空白样为对照,测试及表征其性能。结果随着甘油用量的增加,发泡材料的拉伸强度先增加后降低,甘油用量为8%时材料的拉伸强度达到最大,为1.26 MPa;断裂伸长率逐渐增大,从最初的37%增大到167%;表观密度先下降后上升,最低为0.278g/cm3;吸水率逐渐降低,最低达到15.22%。SEM测试表明,甘油的加入改善了发泡材料的空隙结构,但加入过多的甘油会破坏泡孔结构。TGA结果表明,随着甘油用量的增加,所得复合材料的热稳定性降低,热分解起始温度和分解最大速率温度都逐渐降低。结论甘油对木质素/PVA发泡材料的性能影响较大,加入适量的甘油对材料的力学性能、泡孔结构和热稳定性都有很强的促进作用。
【文章来源】：包装工程. 2017,38(23)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
甘油用量对木质素/PVA发泡材料力学性能的影响
nthemechanicalprop-ertiesoflignin/PVAfoammaterials不同甘油用量制备的木质素/PVA发泡材料的断裂伸长率见图1b。从图1b可以看出，木质素/PVA发泡材料的断裂伸长率随着甘油用量的增加而持续增大，这是因为甘油的加入降低了PVA的结晶度，使PVA分子间的活性降低，提高了PVA的链段甚至整个PVA大分子的运动能力，使材料混合得更加均匀，从而增加了木质素与PVA之间的相容性。同时，木质素/PVA复合材料的韧性得到改善，导致断裂伸长率逐渐增大[17]。2.2表观密度不同甘油用量制备的木质素/PVA发泡材料的表观密度见图2。从图2可以看出，木质素/PVA发泡材料的表观密度随着甘油用量的增加先降低后升高，在甘油质量分数为8%时，材料的表观密度最小，这是图2甘油用量对木质素/PVA发泡材料表观密度的影响Fig.2Effectofglycerinamountontheappearancedensityoflignin/PVAfoammaterials
·74·包装工程2017年12月因为随着甘油的加入，发泡材料的相容性逐渐提高，材料的泡孔数量增多，形状较为规则且细密，因此表观密度最校随着甘油用量的增多，过量的甘油屏蔽了PVA与木质素分子间的相互作用，材料的相容性减弱，因此表观密度增大。2.3吸水率不同甘油用量制备的木质素/PVA发泡材料的吸水率（单位体积）见图3。从图3可以看出，木质素/PVA发泡材料的吸水率随着甘油用量的增加从最初的33.63%下降到15.22%，降低明显，这是因为未加入甘油的发泡材料中PVA分子的结晶度较高，刚性较强，分子排列较为规律，因此分子间空隙较多，水分子会比较容易进入发泡材料中，因此吸水率较高，耐水性不好[17]。随着甘油的添加，甘油小分子可以渗入PVA分子内部，与PVA分子以氢键的形式结合，使其结晶度降低，也使得发泡材料中木质素与PVA两相的界面相容性变得越来越好，进而阻碍了水分子进入材料中[18]。另外，甘油的加入增加了与木质素和PVA组分间形成的氢键，彼此间的作用力加强，减小了水分子与PVA反应形成氢键的几率，使材料的总体耐水性提高。图3甘油用量对木质素/PVA发泡材料吸水率的影响Fig.3Effectofglycerinamountonthewaterabsorptionoflignin/PVAfoammaterials2.4泡孔结构不同甘油用量制备的木质素/PVA发泡材料的SEM观察结果见图4。从图4可以看出，不添加甘油时（图4a），材料的空隙结构不明显且均匀性较差，这是因为在缩醛或者半缩醛的反应中，随着水分蒸发产生的应力使发泡材料本身的泡孔结构被破坏，且PVA自身也有一定的自粘性。随着甘油用量的增加（图4b—e），发泡材料的孔隙结构逐渐明显且泡孔较均匀，在甘油质量分数为8%时（图4c），孔隙结构最佳，这是因为甘油的加入增加了PVA和木质素的a0b4%c8%
【参考文献】：
期刊论文
[1]增塑剂对热塑性淀粉/聚己内酯复合材料性能的影响[J]. 张佳宁,吕闪闪,刘晓静,谭海彦,张彦华. 广东化工. 2016(17)
[2]木质素热解气相产物释放特性实验研究[J]. 车德勇,孙艳雪,孙佰仲,李少华. 中国电机工程学报. 2015(24)
[3]聚乙烯醇/改性碱木质素发泡材料的制备与性能[J]. 罗华超,陈禾木,陈颖超,封卫,王琛,秦必达,任世学. 生物质化学工程. 2015(02)
[4]甘油用量对木粉/聚乳酸复合材料性能的影响[J]. 张彦华,杨龙,左迎峰,吕闪闪,谭海彦,顾继友. 建筑材料学报. 2015(06)
[5]甲醛交联工业碱木质素-聚乙烯醇薄膜的力学性能（英文）[J]. 苏玲,方桂珍. 农业工程学报. 2014(23)
[6]甘油用量对淀粉/聚乳酸复合材料热性能的影响[J]. 左迎峰,张彦华,乔治邦,谭海彦,顾继友. 材料导报. 2014(12)
[7]甲醛交联麦草碱木质素--聚乙烯醇反应膜的制备及其性能研究[J]. 马倩云,韩建国,鄂雷,陈度宇,任世学. 北京林业大学学报. 2014(04)
[8]甘油用量对淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响[J]. 左迎峰,顾继友,杨龙,谭海彦,张彦华. 功能材料. 2014(05)
[9]甲醛交联碱木质素-聚乙烯醇薄膜的透光性和透气性[J]. 苏玲,方桂珍. 农业工程学报. 2014(04)
[10]聚乙烯醇缩甲醛吸水泡沫塑料的制备及性能研究[J]. 唐龙祥,王安锋,刘春华,王平华. 塑料助剂. 2012(05)
硕士论文
[1]蔗渣纤维/聚乙烯醇发泡复合材料的制备及其性能研究[D]. 邹元虎.浙江理工大学 2016
[2]木质素热解的TG-FTIR实验研究[D]. 孙艳雪.东北电力大学 2015
[3]发泡聚乙烯醇的缓冲与吸液特性研究[D]. 朱宏.浙江理工大学 2014
[4]大豆蛋白/聚乙烯醇共混材料的制备及性能的研究[D]. 何玲玲.天津科技大学 2013
本文编号：3272018
【文章来源】：包装工程. 2017,38(23)北大核心
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【部分图文】：
甘油用量对木质素/PVA发泡材料力学性能的影响
nthemechanicalprop-ertiesoflignin/PVAfoammaterials不同甘油用量制备的木质素/PVA发泡材料的断裂伸长率见图1b。从图1b可以看出，木质素/PVA发泡材料的断裂伸长率随着甘油用量的增加而持续增大，这是因为甘油的加入降低了PVA的结晶度，使PVA分子间的活性降低，提高了PVA的链段甚至整个PVA大分子的运动能力，使材料混合得更加均匀，从而增加了木质素与PVA之间的相容性。同时，木质素/PVA复合材料的韧性得到改善，导致断裂伸长率逐渐增大[17]。2.2表观密度不同甘油用量制备的木质素/PVA发泡材料的表观密度见图2。从图2可以看出，木质素/PVA发泡材料的表观密度随着甘油用量的增加先降低后升高，在甘油质量分数为8%时，材料的表观密度最小，这是图2甘油用量对木质素/PVA发泡材料表观密度的影响Fig.2Effectofglycerinamountontheappearancedensityoflignin/PVAfoammaterials
·74·包装工程2017年12月因为随着甘油的加入，发泡材料的相容性逐渐提高，材料的泡孔数量增多，形状较为规则且细密，因此表观密度最校随着甘油用量的增多，过量的甘油屏蔽了PVA与木质素分子间的相互作用，材料的相容性减弱，因此表观密度增大。2.3吸水率不同甘油用量制备的木质素/PVA发泡材料的吸水率（单位体积）见图3。从图3可以看出，木质素/PVA发泡材料的吸水率随着甘油用量的增加从最初的33.63%下降到15.22%，降低明显，这是因为未加入甘油的发泡材料中PVA分子的结晶度较高，刚性较强，分子排列较为规律，因此分子间空隙较多，水分子会比较容易进入发泡材料中，因此吸水率较高，耐水性不好[17]。随着甘油的添加，甘油小分子可以渗入PVA分子内部，与PVA分子以氢键的形式结合，使其结晶度降低，也使得发泡材料中木质素与PVA两相的界面相容性变得越来越好，进而阻碍了水分子进入材料中[18]。另外，甘油的加入增加了与木质素和PVA组分间形成的氢键，彼此间的作用力加强，减小了水分子与PVA反应形成氢键的几率，使材料的总体耐水性提高。图3甘油用量对木质素/PVA发泡材料吸水率的影响Fig.3Effectofglycerinamountonthewaterabsorptionoflignin/PVAfoammaterials2.4泡孔结构不同甘油用量制备的木质素/PVA发泡材料的SEM观察结果见图4。从图4可以看出，不添加甘油时（图4a），材料的空隙结构不明显且均匀性较差，这是因为在缩醛或者半缩醛的反应中，随着水分蒸发产生的应力使发泡材料本身的泡孔结构被破坏，且PVA自身也有一定的自粘性。随着甘油用量的增加（图4b—e），发泡材料的孔隙结构逐渐明显且泡孔较均匀，在甘油质量分数为8%时（图4c），孔隙结构最佳，这是因为甘油的加入增加了PVA和木质素的a0b4%c8%
【参考文献】：
期刊论文
[1]增塑剂对热塑性淀粉/聚己内酯复合材料性能的影响[J]. 张佳宁,吕闪闪,刘晓静,谭海彦,张彦华. 广东化工. 2016(17)
[2]木质素热解气相产物释放特性实验研究[J]. 车德勇,孙艳雪,孙佰仲,李少华. 中国电机工程学报. 2015(24)
[3]聚乙烯醇/改性碱木质素发泡材料的制备与性能[J]. 罗华超,陈禾木,陈颖超,封卫,王琛,秦必达,任世学. 生物质化学工程. 2015(02)
[4]甘油用量对木粉/聚乳酸复合材料性能的影响[J]. 张彦华,杨龙,左迎峰,吕闪闪,谭海彦,顾继友. 建筑材料学报. 2015(06)
[5]甲醛交联工业碱木质素-聚乙烯醇薄膜的力学性能（英文）[J]. 苏玲,方桂珍. 农业工程学报. 2014(23)
[6]甘油用量对淀粉/聚乳酸复合材料热性能的影响[J]. 左迎峰,张彦华,乔治邦,谭海彦,顾继友. 材料导报. 2014(12)
[7]甲醛交联麦草碱木质素--聚乙烯醇反应膜的制备及其性能研究[J]. 马倩云,韩建国,鄂雷,陈度宇,任世学. 北京林业大学学报. 2014(04)
[8]甘油用量对淀粉/聚乳酸复合材料性能的影响[J]. 左迎峰,顾继友,杨龙,谭海彦,张彦华. 功能材料. 2014(05)
[9]甲醛交联碱木质素-聚乙烯醇薄膜的透光性和透气性[J]. 苏玲,方桂珍. 农业工程学报. 2014(04)
[10]聚乙烯醇缩甲醛吸水泡沫塑料的制备及性能研究[J]. 唐龙祥,王安锋,刘春华,王平华. 塑料助剂. 2012(05)
硕士论文
[1]蔗渣纤维/聚乙烯醇发泡复合材料的制备及其性能研究[D]. 邹元虎.浙江理工大学 2016
[2]木质素热解的TG-FTIR实验研究[D]. 孙艳雪.东北电力大学 2015
[3]发泡聚乙烯醇的缓冲与吸液特性研究[D]. 朱宏.浙江理工大学 2014
[4]大豆蛋白/聚乙烯醇共混材料的制备及性能的研究[D]. 何玲玲.天津科技大学 2013
本文编号：3272018
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