高级检索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

聚乙烯醇--碱木质素发泡材料的制备与性能

罗华超 任世学 马艳丽 方桂珍

罗华超, 任世学, 马艳丽, 方桂珍. 聚乙烯醇--碱木质素发泡材料的制备与性能[J]. 北京林业大学学报, 2015, 37(4): 127-134. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347
引用本文: 罗华超, 任世学, 马艳丽, 方桂珍. 聚乙烯醇--碱木质素发泡材料的制备与性能[J]. 北京林业大学学报, 2015, 37(4): 127-134. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347
LUO Hua-chao, REN Shi-xue, MA Yan-li, FANG Gui-zhen. Preparation and properties of polyvinyl alcohol-alkali lignin foam material (PLFM)[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2015, 37(4): 127-134. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347
Citation: LUO Hua-chao, REN Shi-xue, MA Yan-li, FANG Gui-zhen. Preparation and properties of polyvinyl alcohol-alkali lignin foam material (PLFM)[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2015, 37(4): 127-134. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347

聚乙烯醇--碱木质素发泡材料的制备与性能

doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347
基金项目: 

“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD24B0403)、国家自然科学基金项目(30901135)。

详细信息
    作者简介:

    第一作者: 罗华超。主要研究方向:天然高分子化学。Email:1075168344@qq.com 地址:150040黑龙江省哈尔滨市和兴路26号东北林业大学材料科学与工程学院。责任作者: 任世学,博士,副教授。主要研究方向:天然高分子化学。Email:renshixue@nefu.eud.cn 地址:同上。

    第一作者: 罗华超。主要研究方向:天然高分子化学。Email:1075168344@qq.com 地址:150040黑龙江省哈尔滨市和兴路26号东北林业大学材料科学与工程学院。责任作者: 任世学,博士,副教授。主要研究方向:天然高分子化学。Email:renshixue@nefu.eud.cn 地址:同上。

Preparation and properties of polyvinyl alcohol-alkali lignin foam material (PLFM)

  • 摘要: 为改善发泡材料存在的力学性能较差、成本高的现状,同时增加碱木质素的利用率,制备高性能的发泡材料,以聚乙烯醇(PVA)和碱木质素为原料,甲醛为交联剂,采用无机发泡原理,制备了聚乙烯醇--碱木质素发泡材料(PLFM),并测定其相关性能。结果表明:相对于PVA用量,碱木质素质量分数为33%、甲醛4/5(mL/g)、硫酸6/5(mL/g),固化温度为120℃时制备的发泡材料拉伸强度最大为25.91MPa,比纯聚乙烯醇泡沫材料的4.32MPa有了显著提升。不同聚合度PVA制备发泡材料:PVA0588聚合度较低,无法形成泡体;PVA1788-PLFM和PVA2488-PLFM相比,PVA2488-PLFM具有更好的拉伸强度,而且表观密度及吸水倍率更小。FTIR显示碱木质素与PVA均发生交联,大多发生在苯环5位上,与PVA2488交联效果好。SEM显示PVA2488-PLFM具有更好的孔隙结构。热分析中,DSC显示PVA1788-PLFM中有填充剂存在的木质素,PVA2488-PLFM中没有,表明PVA2488-PLFM的生物相容性好;TG和DTG显示,PVA2488-PLFM热失重最剧烈时温度为379℃,高于PVA1788-PLFM的360℃,但800℃时失重率为95.94%高于PVA1788-PLFM的80.13%,说明PVA2488-PLFM耐热性好,且易热降解。综上,PVA2488-PLFM的性能更佳。
  • [1] LEWIS N G, YAMAMOTO E. Lignin: occurrence, biogenesis and biodegradation [J]. Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 1990,41:455-496.
    [2] YUAN C Q, LIU Y, CHEN J C, et al. Study on the structural characteristics of alkali lignin from wheat straw [J]. Paper Science Technology, 2008, 27(2): 20-23.
    [3] YU F. Preparation and performance characterization of alkali lignin based rigid polyurethane foam [D]. Harbin:Northeast Forestry University, 2009.
    [4] KABIR M E, SAHA M C, JEELANI S. Tensile and fracture behavior of polymer foams [J]. Materials Science and Engineering,2006 ,429:225-235.
    [5] HU L H. Study on the preparation and properties of lignin-based phenolic foam thermal insulation material [D]. Beijing: Chinese Academy of Forestry, 2012.
    [6] 袁成强,刘玉,陈嘉川,等.麦草碱木素结构特性的研究[J].造纸科学与技术,2008,27(2):20-23.
    [7] JIANG Y, WEI F J. Research progress in poly (vinyl formal) cellular plastics[J]. China Plastics, 2011, 25(4):12-16.
    [8] 于菲.碱木质素基硬质聚氨酯泡沫制备及性能表征[D].哈尔滨:东北林业大学,2009.
    [9] PAN X J, SADDLER J N. Effect of replacing polyol by organosolv and kraft lignin on the property and structure of rigid polyurethane foam [J]. Biotechnology for Biofuels,2013, 6(12): 2-10.
    [10] MA Q Y, HAN J G, E L, et al. Preparation and properties of alkali lignin-poly(vinyl alcohol)(PVA) reaction membrane with formaldehyde crosslinker[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2014, 36(4): 141-146.
    [11] GB/T13022—1991 Plastics: determination of tensile properties of films [S]. Beijing: China Standards Press, 1991.
    [12] 胡立红.木质素酚醛泡沫保温材料的制备与性能研究[D].北京:中国林业科学研究院,2012.
    [13] SUBBIAH T, BHAT G S, TOCK R W, et al. Electrospining of nanofibers [J]. Journal of Applied Polymer Science, 2005, 96:557-569.
    [14] GB/T6343—2009/ISO 845—2006 Cellular plastics and rubbers: determination of apparent density[S]. Beijing: China Standards Press, 2009.
    [15] BAI J, LI Y X, YANG S T, et al. A simple and effective route for the preparation of poly(vinyl alcohol) (PVA) nanofibers containing gold nanoparticles by electrospinning method [J]. Solid State Communications, 2007, 141(5):292-295.
    [16] GB/T8810—2005 Determination of water absorption of rigid cellular plastics[S]. Beijing: China Standards Press, 2005.
    [17] RACHIPUDI P S, KARIDURAGANAVAR M Y, KITTUR A A, et al. Synthesis and characterization of sulfonated-poly (vinyl alcohol) membranes for the pervaporation dehydration of isopropanol[J]. Journal of Membrane Science, 2011, 383:224-234.
    [18] ZHANG L L, SHAO L, CUI Y Y, et al. Progress of the study on PVA composites [J]. New Chemical Materials, 2010(1): 8-10.
    [19] WANG A F. Studies on the preparation and properties of polyvinyl formal water-absorbent foam plastic[D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2013.
    [20] 姜玉,魏风军.聚乙烯醇缩甲醛泡沫塑料的研究进展[J].中国塑料,2011,25(4):12-16.
    [21] LI X L, LI Y F, ZHANG S D, et al. Preparation and characterization of new foam adsorbents of poly (vinyl alcohol)/chitosan composites and their removal for dye and heavy metal from aqueous solution[J]. Chemical Engineering Journal,2012, 183:88-97.
    [22] WU S W, LI G D, LI N. Preparation of novel polyvinyl formal composites [J]. Advances in Fine Petrochemicals, 2009, 10(3): 38-41.
    [23] SU L, WANG D, XU G H, et al. Mechanical properties research and structure characterization of alkali/poly (vinyl alcohol) reaction films [J]. Bio Resource, 2013, 8(3):3532-3543.
    [24] ZHOU J, LUO X G. Preparation of lignin/LDOE-EVA composition and foam [J].Journal of Chemical Industry and Engineering, 2007, 58(7):1834-1839.
    [25] CORRADINI E, PINEDA E A G, HECHENLEITNER A W. Lignin-poly (vinyl alcohol) blends studied by thermal analysis [J]. Polymer Degradation Stability, 1999, 66(2):199- 208.
    [26] XU G H, REN S X, FANG G Z. Effect of polymerization degree of PVA on the mechanical properties of alkaline lignin/poly(vinyl alcohol) blend membranes[J]. Biomass Chemical Engineering, 2013, 47(5): 1-6.
    [27] 马倩云,韩建国,鄂雷,等.甲醛交联麦草碱木质素/聚乙烯醇(PVA)反应膜的制备及其性能研究[J].北京林业大学学报,2014,36(4): 141-146.
    [28] GB/T13022—1991塑料薄膜拉伸性能试验方法[S].北京:中国标准出版社,1991.
    [29] GB/T6343—2009/ISO 845—2006泡沫塑料及橡胶表观密度的测定[S].北京:中国标准出版社,2009.
    [30] GB/T8810—2005硬质泡沫塑料吸水率的测定[S].北京:中国标准出版社,2005.
    [31] HASSAN C M, PEPPAS N A. Structure and applications of poly (vinyl alcohol) hydrogels produced by conventional crosslinking or by freezing/thawing methods [J]. Advances in Polymer Science, 2000, 153: 37-65.
    [32] 张琳琳,邵丽,崔园园,等.PVA复合材料的研究进展[J].化工新型材料,2010(1):8-10.
    [33] 王安峰.聚乙烯醇缩甲醛吸水泡沫塑料的制备及性能研究[D].合肥:合肥工业大学,2013.
    [34] 武士威,李国德,李娜.新型聚乙烯醇缩甲醛复合材料的制备[J].精细石油化工进展,2009,10(3):38-41.
    [35] ANBARASAN R, PANDIARAJAGURU R, PRABHU R, et al. Synthesis, characterizations, and mechanical properties of structurally modified poly (vinyl alcohol) [J].Journal of Applied Polymer Science, 2010, 117:2059-2068.
    [36] 周建,罗学刚.木质素/LDPE-EVA复合材料及其泡沫材料的制备[J].化工学报,2007,58(7):1834-1839.
    [37] NEIL A W, MILLER B. Retardation of photo-yellowing of lignin-rich pulp[J]. Polymer Degradation and Stability,2000,69(1):121-126.
    [38] HANG Z S, TAN L H, CAO X M. Preparation of melamine microfibers by reaction electrospinning [J]. Materials Letters, 2011, 65:1079-1081.
    [39] 徐冠豪,任世学,方桂珍. 聚乙烯醇聚合度对聚乙烯醇/碱木质素共混膜力学性能的影响[J].生物质化学工程,2013,47(5): 1-6.
  • [1] 苏玲, 庞久寅, 任世学, 李淑君, 姜贵全.  木质素基聚电解质薄膜的制备及其力学性能 . 北京林业大学学报, 2019, 41(2): 125-133. doi: 10.13332/j.1000-1522.20180281
    [2] 刘晓乐, 任世学, 侯莲霞, 李淑君.  离子液体[BMIM]Cl与H5PV2Mo10O40双效催化降解麦草碱木质素的研究 . 北京林业大学学报, 2017, 39(5): 117-124. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160399
    [3] 周宇, 韩望, 赵丽青, 安珍.  生物质聚氨酯硬质泡沫材料的发泡工艺及结构表征 . 北京林业大学学报, 2016, 38(10): 123-129. doi: 10.13332/j.1000-1522.20160068
    [4] 薛凤莲, 林剑, 赵广杰, 张扬, 来雅婷.  碱木质素改性及其纤维制备研究 . 北京林业大学学报, 2016, 38(5): 120-125. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150320
    [5] 田金玲, 任世学, 方桂珍.  啶虫脒-木质素季铵盐-膨润土缓释剂的制备及性能 . 北京林业大学学报, 2015, 37(5): 140-146. doi: 10.13332/j.1000-1522.20140355
    [6] 田金玲, 师晓梦, 方桂珍, 任世学.  甲醛交联木质素季铵盐-尿素的制备及缓释性能 . 北京林业大学学报, 2015, 37(2): 136-141. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2015.02.002
    [7] 胡建鹏, 郭明辉.  木纤维--木质素磺酸铵--聚乳酸复合材料的工艺优化与可靠性分析 . 北京林业大学学报, 2015, 37(1): 115-126. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2015.01.001
    [8] 任世学, 倪海月, 田金玲, 方桂珍.  碱木质素交联PVA共混啶虫脒缓释薄膜的制备及性能 . 北京林业大学学报, 2015, 37(12): 116-121. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150163
    [9] 陈禾木, 罗华超, 王琛, 封卫, 陈颖超, 任世学.  有机发泡剂制备聚乙烯醇-碱木质素发泡材料及性能研究 . 北京林业大学学报, 2015, 37(7): 109-116. doi: 10.13332/j.1000-1522.20150012
    [10] 马倩云, 韩建国, 鄂雷, 陈度宇, 任世学.  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 . 北京林业大学学报, 2014, 36(4): 141-146. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.04.002
    [11] 姜伟童, 于淼, 房雷, 刘玲, 徐良君, 苏玲, 方桂珍.  交联碱木质素-聚乙烯醇基钾镁缓释膜肥对钾、镁的缓释性能 . 北京林业大学学报, 2014, 36(6): 165-170. doi: 10.13332/j.cnki.jbfu.2014.06.004
    [12] 艾青, 苏玲, 张琼, 方桂珍.  以二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵为模板剂制备多孔钛材料 . 北京林业大学学报, 2013, 35(2): 102-107.
    [13] 任世学, 方桂珍, 马艳丽, 王鹏.  微波辐照合成麦草碱木质素三甲基季铵盐的分散与絮凝性能 . 北京林业大学学报, 2012, 34(6): 137-142.
    [14] 任世学, 方桂珍, 王鹏, 姜贵全.  微波辐照下麦草碱木质素三甲基季铵盐的合成 . 北京林业大学学报, 2012, 34(2): 141-145.
    [15] 路祺, 刘文俊, 祖元刚, 杨磊, 祖柏实, 李汶罡, 张宝友, 朱明华.  刺五加根茎高沸醇木质素的分离及抗氧化活性 . 北京林业大学学报, 2011, 33(4): 124-129.
    [16] 路祺, 朱明华, 祖元刚, 张莹, 张晓南, 李汶罡, 祖柏实, 张宝友.  高沸醇有机木质素微粉制备及抗氧化性能 . 北京林业大学学报, 2011, 33(5): 69-74.
    [17] 王春海, 李志娜, 赵银凤, 卑莹, 任世学, 方桂珍.  木质素三甲基季铵盐为模板剂制备多孔氧化硅材料 . 北京林业大学学报, 2011, 33(4): 118-123.
    [18] 林剑, 赵广杰.  木质素基碳纤维的研究进展 . 北京林业大学学报, 2010, 32(4): 293-296.
    [19] 叶结旺, 方桂珍, 金春德.  催化微波法合成氢化碱木质素 . 北京林业大学学报, 2010, 32(2): 171-176.
    [20] 白晓艳, 王清文, 王海刚, 韩振, 李中秋, .  抗冲改性剂ACR对发泡木粉PVC复合材料熔体流变性能的影响 . 北京林业大学学报, 2009, 31(5): 117-120.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  455
  • HTML全文浏览量:  45
  • PDF下载量:  6
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-17
  • 修回日期:  2014-10-14
  • 刊出日期:  2015-04-30

聚乙烯醇--碱木质素发泡材料的制备与性能

doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347
    基金项目:

    “十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD24B0403)、国家自然科学基金项目(30901135)。

    作者简介:

    第一作者: 罗华超。主要研究方向:天然高分子化学。Email:1075168344@qq.com 地址:150040黑龙江省哈尔滨市和兴路26号东北林业大学材料科学与工程学院。责任作者: 任世学,博士,副教授。主要研究方向:天然高分子化学。Email:renshixue@nefu.eud.cn 地址:同上。

    第一作者: 罗华超。主要研究方向:天然高分子化学。Email:1075168344@qq.com 地址:150040黑龙江省哈尔滨市和兴路26号东北林业大学材料科学与工程学院。责任作者: 任世学,博士,副教授。主要研究方向:天然高分子化学。Email:renshixue@nefu.eud.cn 地址:同上。

摘要: 为改善发泡材料存在的力学性能较差、成本高的现状,同时增加碱木质素的利用率,制备高性能的发泡材料,以聚乙烯醇(PVA)和碱木质素为原料,甲醛为交联剂,采用无机发泡原理,制备了聚乙烯醇--碱木质素发泡材料(PLFM),并测定其相关性能。结果表明:相对于PVA用量,碱木质素质量分数为33%、甲醛4/5(mL/g)、硫酸6/5(mL/g),固化温度为120℃时制备的发泡材料拉伸强度最大为25.91MPa,比纯聚乙烯醇泡沫材料的4.32MPa有了显著提升。不同聚合度PVA制备发泡材料:PVA0588聚合度较低,无法形成泡体;PVA1788-PLFM和PVA2488-PLFM相比,PVA2488-PLFM具有更好的拉伸强度,而且表观密度及吸水倍率更小。FTIR显示碱木质素与PVA均发生交联,大多发生在苯环5位上,与PVA2488交联效果好。SEM显示PVA2488-PLFM具有更好的孔隙结构。热分析中,DSC显示PVA1788-PLFM中有填充剂存在的木质素,PVA2488-PLFM中没有,表明PVA2488-PLFM的生物相容性好;TG和DTG显示,PVA2488-PLFM热失重最剧烈时温度为379℃,高于PVA1788-PLFM的360℃,但800℃时失重率为95.94%高于PVA1788-PLFM的80.13%,说明PVA2488-PLFM耐热性好,且易热降解。综上,PVA2488-PLFM的性能更佳。

English Abstract

罗华超, 任世学, 马艳丽, 方桂珍. 聚乙烯醇--碱木质素发泡材料的制备与性能[J]. 北京林业大学学报, 2015, 37(4): 127-134. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347
引用本文: 罗华超, 任世学, 马艳丽, 方桂珍. 聚乙烯醇--碱木质素发泡材料的制备与性能[J]. 北京林业大学学报, 2015, 37(4): 127-134. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347
LUO Hua-chao, REN Shi-xue, MA Yan-li, FANG Gui-zhen. Preparation and properties of polyvinyl alcohol-alkali lignin foam material (PLFM)[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2015, 37(4): 127-134. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347
Citation: LUO Hua-chao, REN Shi-xue, MA Yan-li, FANG Gui-zhen. Preparation and properties of polyvinyl alcohol-alkali lignin foam material (PLFM)[J]. Journal of Beijing Forestry University, 2015, 37(4): 127-134. doi: DOI:10.13332/j.1000-1522.20140347
参考文献 (39)

目录

    /

    返回文章
    返回