9种植物秸秆纤维理化性能对比研究

发布时间：2021-09-09 17:45

　　[目的]本文旨在探讨9种植物秸秆（花生、油菜、芦苇、大豆、红薯、芝麻、棉花、小麦、水稻秸秆）纤维理化特性的差异,以及其替代天然植物纤维增强木塑复合材料的可行性。[方法]对9种秸秆纤维进行红外光谱（FTIR）和X射线（XRD）分析,并用激光共聚焦显微镜观察其表面微观结构。[结果]9种秸秆纤维红外光谱曲线基本相似;芦苇、油菜和棉花秸秆峰值较高,结晶度较高;芝麻和油菜秸秆抗吸湿性能高于其他7种植物秸秆材料,而小麦和水稻秸秆抗湿性差;9种秸秆纤维微观结构差异较大,芦苇、水稻和小麦秸秆长径比较大。[结论]在9种秸秆纤维中,芦苇和油菜秸秆具有较高的结晶度,小麦、水稻和芦苇秸秆具有较高的长径比以及较低的阻湿性,这些优异的理化特性都为秸秆纤维增强制备木塑复合材料提供了基础。 

【文章来源】：南京农业大学学报. 2019,42(04)北大核心CSCD

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【部分图文】：

种秸秆纤维的红外光谱图Fig.1Fourierinfraredspectrumofninestrawfibers

跎?。除此之外，羟基会导致纤维的理化性能降低，较少的羟基会使纤维自身吸湿率减弱，同时更加容易与基体进行界面结合。2．29种秸秆纤维X射线衍射谱比较由图2可见:9种秸秆的X射线衍射峰位置相近，均在2θ=15°、22°，当2θ=22°时衍射峰强度最大，9种秸秆材料的晶型都属于纤维素Ⅰ［20］。结晶度的大小与非晶物(纤维素和木质素)和结晶物(纤维素)的比例相关。由表1可见:9种秸秆纤维的结晶度不同，其中芦苇、油菜和棉花秸秆结晶度高于其他6种秸秆。图29种秸秆纤维材料的X射线衍射图Fig.2X-raydiffractionpatternofninestrawfibermaterials表19种秸秆纤维的结晶度Table1Thecrystallinityofninestrawfibers%指标Index秸秆种类Strawtype芝麻Sesame油菜Ｒape棉花Cotton小麦Wheat芦苇Ｒeed花生Peanut红薯Sweetpotato水稻Ｒice大豆Soybean结晶度Crystallinity18．547．745．444．255．925．220．440．744．2777

第4期王磊，等:9种植物秸秆纤维理化性能对比研究较小，结构比较紧密，纤维与纤维之间结构紧凑，因此具有良好的抗湿性。图49种秸秆纤维材料的72h吸湿率Fig.472hmoistureabsorptionrateofninestrawfibermaterials3结论1)9种秸秆纤维均含有羟基，有一定吸水性，小麦秸秆纤维羟基较多，吸湿率最大，达到了20．16%，而芝麻秸秆纤维羟基最少，吸湿率最小，仅7．27%。2)9种秸秆纤维微观差异较大，水稻和小麦秸秆形状比较规则，纤维均匀分布，彼此之间联系紧密，而其他几种秸秆纤维形状差异不大，表面比较光滑。3)水稻、芦苇和小麦秸秆纤维的结晶度以及长径比较高，是制备木塑复合材料优选增强材料，较高的吸湿率需要在成型之前进行预处理以减少羟基，从而降低纤维的吸湿率。参考文献Ｒeferences:［1］BarriasA，CasasJＲ，VillalbaS．Areviewofdistributedopticalfibersensorsforcivilengineeringapplications［J］．Sensors，2016，16(5):748．［2］HongJL，ＲenLJ，HongJM，etal．EnvironmentalimpactassessmentofcornstrawutilizationinChina［J］．JournalofCleanerProduction，2016，112:1700－1708．［3］陈海涛，竹筱歆，刘爽．水稻秸秆纤维基绿色地膜制造工艺参数优化［J］．农业工程学报，2018，34(7):271－279．ChenHT，ZhuXX，LiuS．Optimizationoftechnicalparametersforricestrawfiber-basedmulch［J］．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering，2018，34(7):271－279(inChinesewithEnglishabstract)．［4］盖广

【参考文献】：
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本文编号：3392517