检索结果-内蒙古大学图书馆

包装工程 2023年第9期44卷 190-198页

作者：覃敏方健杨旭陶文轩于雷北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

目的探究环境相对湿度对新型牛皮纸垫缓冲性能的影响。方法基于静、动态压缩试验,分析叠加层数分别为2、3、4的牛皮纸垫在环境相对湿度分别为30%、50%、70%、90%条件下的缓冲性能。结果在静态压缩试验中,牛皮纸垫静压承载能力随着环境... 详细信息

目的探究环境相对湿度对新型牛皮纸垫缓冲性能的影响。方法基于静、动态压缩试验,分析叠加层数分别为2、3、4的牛皮纸垫在环境相对湿度分别为30%、50%、70%、90%条件下的缓冲性能。结果在静态压缩试验中,牛皮纸垫静压承载能力随着环境相对湿度的增大而减弱、叠加层数的增多而增强。不同规格纸垫存在对应的湿度应力分界值,当材料所受外力小于湿度应力分界值时,其缓冲性能随着湿度的增大而提高;当外力大于湿度应力分界值时,缓冲性能随湿度的增大而减弱。一定湿度条件下,叠加层数对牛皮纸垫缓冲性能也存在影响:相对湿度为30%时,缓冲性能随叠加层数的增多而减弱;相对湿度为50%、70%、90%时,存在层数应力分界值,当材料所受外力小于层数应力分界值时,其缓冲性能随叠加层数的增多而减弱,当外力大于层数应力分界值时,缓冲性能随叠加层数的增多而增强。在动态压缩试验中,随着环境相对湿度的增加,牛皮纸垫传递给产品的最大加速度增大,缓冲性能减弱;叠加层数的增多,使其传递给产品的最大加速度减小,缓冲性能增强。结论研究结果对牛皮纸垫缓冲包装的设计和材料选择存在潜在的指导意义。

关键词：牛皮纸垫缓冲性能静态压缩动态压缩环境相对湿度

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预处理方法对炭化木基复合相变储能材料性能的影响

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林产化学与工业 2023年第3期43卷 70-78页

作者：凌凯莉何林韩任瑞清陈瑶高建民北京林业大学材料科学与技术学院木质材料科学与应用教育部重点实验室木材科学与工程北京市重点实验室北京100083

以天然轻木(NW)为原料,采用水热预处理和酸性亚氯酸钠预处理方法分别脱除半纤维素和木质素,制得脱半纤维素轻木(HW)和脱木质素轻木(LW);再经炭化后分别得到未处理炭化木(CW)、脱木质素炭化木(CLW)和脱半纤维素炭化木(CHW);进一步封装石... 详细信息

以天然轻木(NW)为原料,采用水热预处理和酸性亚氯酸钠预处理方法分别脱除半纤维素和木质素,制得脱半纤维素轻木(HW)和脱木质素轻木(LW);再经炭化后分别得到未处理炭化木(CW)、脱木质素炭化木(CLW)和脱半纤维素炭化木(CHW);进一步封装石蜡(PW)后制得炭化木基复合相变储能材料CLWP和CHWP。采用SEM、FT-IR、XRD、TG/DTG和N 2吸附/脱附等方法,分析了化学成分脱除和炭化过程对轻木基体的影响。研究结果表明:脱半纤维素和脱木质素处理均不会破坏轻木原有的三维多孔蜂窝状结构,也不会破坏纤维素的结构,且HW的热稳定性优于LW;而经炭化处理后炭化木的体积明显变小,CHW的体积收缩率为56%,低于CLW(60%);同时CHW比表面积达到了127.2 m^(2)/g,高于CLW的102.9 m^(2)/g。CLWP和CHWP的封装效率分别为93.2%和96.1%,熔融潜热分别为187.6和193.7 J/g,石蜡很好地填充在2种炭化木的微米级孔道中,封装过程中仅发生物理结合,不存在化学反应。在模拟太阳光照下,CHWP和CLWP均能利用太阳光将自身温度加热至55℃以上,且CHWP在加热和冷却过程中温度均略高于CLWP,表明脱半纤维素预处理的炭化木所制备的复合相变储能材料具有更优的光热转换效率及温度调节能力。

关键词：石蜡半纤维素炭化木复合相变储能材料

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竹集成材水性漆涂饰工艺及附着机理研究

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北京林业大学学报 2022年第9期44卷 158-164页

作者：林欣雨张秋昊黄艳辉皇权飞杨欣北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

【目的】竹集成材性能优异,常被用于家具、建筑等行业。涂饰水性漆能有效保护竹集成材,目前竹集成材水性漆涂饰面临水性漆渗透困难、附着力差的问题。因而探究涂饰工艺及清漆和色漆对竹集成材水性漆的漆膜性能和附着机理的影响,有助于... 详细信息

【目的】竹集成材性能优异,常被用于家具、建筑等行业。涂饰水性漆能有效保护竹集成材,目前竹集成材水性漆涂饰面临水性漆渗透困难、附着力差的问题。因而探究涂饰工艺及清漆和色漆对竹集成材水性漆的漆膜性能和附着机理的影响,有助于解决竹集成材水性涂装的难题。【方法】以竹集成材为基材,采用简易的多次喷涂底漆的涂饰工艺将水性清漆和色漆进行涂饰,并对漆膜硬度、附着力、光泽度、表面粗糙度进行测试,进一步利用电镜和红外分析探究漆膜在竹集成材上的附着机理。【结果】清漆漆膜硬度为1H,附着力为0级,而色漆因含有颜料,硬度更高为2H。颜料颗粒的存在影响了成膜的交联程度,使得色漆的附着力较差为1级,表面粗糙度高于清漆。说明本涂饰工艺能保持较强的附着力与漆膜硬度,能够对基材进行较好的保护。经过水性漆涂饰后的竹集成材表面光泽度显著增加,纵向的光泽度提高了5倍以上,大大提高了其装饰性能。且清漆涂饰前后总色差值较低,说明清漆能较好地保持竹集成材本身的颜色。水性漆中的成膜物质与基材之间产生了物理和化学结合,有助于水性漆更好的附着。【结论】本研究探明了竹集成材水性清漆和色漆的影响以及水性漆漆膜的附着肌理,为竹材的水性化涂装及性能提升提供了理论和技术支持。

关键词：竹材水性漆水性色漆漆膜性能附着机理

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壳聚糖-聚磷酸铵层层自组装阻燃竹材的制备及阻燃性能

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东北林业大学学报 2023年第6期51卷 131-139页

作者：曹旭东刘娇雒翠梅母军木质材料科学与应用教育部重点实验室(北京林业大学) 北京100083

采用去竹青竹黄、规格为25 mm×100 mm×6 mm、3年生的毛竹作为基材,按照试验设计方案,以壳聚糖质量分数为1%配制壳聚糖(CS)成膜液,按照w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶1、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶3、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶... 详细信息

采用去竹青竹黄、规格为25 mm×100 mm×6 mm、3年生的毛竹作为基材,按照试验设计方案,以壳聚糖质量分数为1%配制壳聚糖(CS)成膜液,按照w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶1、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶3、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶5、w(壳聚糖)∶w(聚磷酸铵)=1∶7的质量分数比配制聚磷酸铵(APP)成膜液,采用层层自组装的方法在竹材表面涂覆了壳聚糖-聚磷酸铵(CS-APP)复合膜层。确定优化质量分数比后,制备壳聚糖-聚磷酸铵自组装处理层数为5、10、15、20层的样品。采用扫描电子显微镜、能谱仪、红外光谱仪对壳聚糖-聚磷酸铵自组装阻燃竹材样品的表层微观形貌和化学成分进行了分析,通过锥形量热仪测试分析了不同自组装膜层数的竹材样品的阻燃性能。结果表明:壳聚糖-聚磷酸铵的优化质量分数比例为1∶7;壳聚糖-聚磷酸铵阻燃膜层竹材具有较好的热稳定性;经壳聚糖-聚磷酸铵复合阻燃剂处理的竹材阻燃性能随着自组装膜层数的增加逐渐增强。与未处理样品相比,自组装膜层数为5、10、15、20层的样品点燃时间分别提升了20.0%、50.0%、80.0%、90.0%,热释放速率峰值(pk-HRR)分别下降13.0%、17.7%、20.8%、22.7%,总热释放量(THR)值分别降低10.3%、9.9%、13.9%、14.5%,热释放率峰值出现时间向后推迟0~35 s,CO、CO_(2)释放速率也有所降低。壳聚糖-聚磷酸铵自组装处理增强了竹材的阻燃性能。

关键词：层层自组装技术竹材聚磷酸铵壳聚糖阻燃性能

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纸木蜂窝板面外静态压缩有限元仿真分析

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包装工程 2023年第9期44卷 199-205页

作者：曹敏娜杨国超张求慧北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083 北京林业大学木材科学与工程北京重点实验室北京100083

目的探究纸木蜂窝板的压溃模式和单个蜂窝单元的变形失效模式,为纸木蜂窝板内部失效机制提供一定的理论基础。方法通过有限元仿真模拟,分析面外静态压缩得到变形云图、应力–应变云图和应力–应变曲线。结果纸木蜂窝板的受压过程分为4... 详细信息

目的探究纸木蜂窝板的压溃模式和单个蜂窝单元的变形失效模式,为纸木蜂窝板内部失效机制提供一定的理论基础。方法通过有限元仿真模拟,分析面外静态压缩得到变形云图、应力–应变云图和应力–应变曲线。结果纸木蜂窝板的受压过程分为4个阶段,应力集中分布在蜂窝芯层,最外侧的蜂窝最早出现变形且变形较大,随后中间区域的蜂窝逐步变形增大。蜂窝芯层在受压时存在至多1个应力峰,蜂窝壁弯曲折叠了1~2次,产生了1~2个塑性铰,并在此过程中吸收能量。结论纸木蜂窝板的压溃失效趋势为由外侧蜂窝向内部蜂窝,由单层壁向双层壁,由最弱的压溃点向其余位置。

关键词：纸木蜂窝板蜂窝芯层面外静态压缩有限元

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热处理对竹材理化性能影响研究进展

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包装工程 2023年第5期44卷 24-33页

作者：霍鑫升杨国超张求慧北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083 北京林业大学木材科学与工程北京重点实验室北京100083

目的归纳国内外现有热处理工艺对竹材理化性能的影响的研究进展,分析不足,并提出热处理竹材作为代木材料在包装领域的未来研究趋势。方法综述不同热处理竹材工艺(包含时间条件、温度条件、介质种类)的研究现状,总结竹材理化性能的变化... 详细信息

目的归纳国内外现有热处理工艺对竹材理化性能的影响的研究进展,分析不足,并提出热处理竹材作为代木材料在包装领域的未来研究趋势。方法综述不同热处理竹材工艺(包含时间条件、温度条件、介质种类)的研究现状,总结竹材理化性能的变化特点。结果当前热处理技术作为环保简易的竹改性技术表现出一定优势,但单一的工艺条件对竹材原有性能会产生负向影响,需对工艺参数和反应条件进行开发改进,并设计相应的制备装置。结论采用热处理条件多线程综合工艺可以在优化竹材性能的同时,保持甚至降低中高温对竹结构的破坏,从而增加热处理竹材的使用年限,并拓展其使用领域。

关键词：竹材性能热处理代木材料环保包装

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膨化预处理提升软木生物炭的染料吸附性能及其作用机制

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北京林业大学学报 2025年第2期47卷 163-174页

作者：李承禹方佳颖王启航曾令顺母军木质材料科学与应用教育部重点实验室北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京100084

【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热... 详细信息

【目的】生物炭在处理染料废水方面具有巨大的应用潜力。为制备具有高效染料吸附性能的吸附剂,同时提升生物质资源的综合利用,采用膨化预处理软木制备生物炭。【方法】采用水煮法和微波法对软木进行膨化预处理,然后置于管式炉内550℃热解60 min得到软木生物炭,利用SEM、FTIR和BET分析软木生物炭的微观结构和化学特性,通过批量吸附实验研究软木生物炭对亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)两种阴阳离子染料的吸附性能,并联合动力学、等温线、热力学模型拟合以及结构表征解析吸附机理。【结果】微波膨化预处理得到的软木生物炭(MBC-90)表现出更加粗糙的表面和丰富的微孔和介孔,同时伴随着—OH官能团的减少和芳香性结构的增强,这使得MBC-90更适合吸附小分子染料MB;而水煮膨化预处理得到的软木生物炭(WBC-90)具有更大的孔隙和不规则的孔壁结构,并保留了更多的—OH官能团,这使得WBC-90更适合吸附大分子染料CR。MBC-90对MB的最大吸附容量达到193.63 mg/g,WBC-90对CR的最大吸附容量达到203.55 mg/g,均优于未膨化软木生物炭对MB(129.18 mg/g)和CR(121.44 mg/g)的最大吸附容量。MBC-90对MB和WBC-90对CR的吸附表现出优异的pH适应性,在pH为2~10的范围内保持较高的吸附容量。在经过5次吸附-脱附实验后,MBC-90对MB(95.43 mg/g)和WBC-90对CR(138.17 mg/g)仍具有良好的吸附稳定性和再生性能。吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温线模型,表明吸附过程以物理吸附为主导,并在生物炭表面形成单分子层覆盖。热力学分析进一步证实了吸附过程为自发进行的吸热反应,且膨化处理显著提高了吸附的自发性。综合分析表明,软木生物炭对染料分子的吸附机理涉及多重作用力,包括静电引力、氢键相互作用、π-π堆积效应以及孔隙填充。【结论】本研究通过微波和水煮膨化预处理提升了软木生物炭的染料吸附性能。除此之外,制备的软木生物炭还具有良好的pH适应性和循环利用性能,有望应用于工业废水处理,拓展生物质资源的综合利用途径。

关键词：废水处理染料吸附剂软木生物炭膨化预处理动力学吸附等温线

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热解自活化法制备竹箨活性炭及其砷吸附性能

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北京林业大学学报 2023年第10期45卷 149-158页

作者：姚尧刘志佳陈瑶何林韩高建民北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083 木材科学与工程北京市重点实验室北京100083 国家林业和草原局/北京市共建竹藤科学与技术重点实验室国际竹藤中心北京100102

【目的】利用竹材加工剩余物竹箨探索一种高效除砷活性炭材料。【方法】以竹箨为原材料,以微波加热为热源,利用高温热解自活化技术在不同的活化温度和时间下制备竹箨活性炭,通过表征竹箨活性炭的微观形貌、比表面积、孔隙结构、石墨化... 详细信息

【目的】利用竹材加工剩余物竹箨探索一种高效除砷活性炭材料。【方法】以竹箨为原材料,以微波加热为热源,利用高温热解自活化技术在不同的活化温度和时间下制备竹箨活性炭,通过表征竹箨活性炭的微观形貌、比表面积、孔隙结构、石墨化程度、表面元素和官能团,揭示活化时间和温度等对其微观结构的影响,探讨竹箨活性炭的砷吸附性能,比较不同制备方法下活性炭的比表面积和砷吸附容量的差异。【结果】活化温度1050℃、活化时间30 min时,竹箨活性炭孔隙结构排列整齐致密,比表面积达到1251.7 m^(2)/g,孔容为0.697 cm^(3)/g,微孔比表面积比率和微孔孔容比率分别为60.9%和64.0%,平均孔径为0.448 nm,主要由微孔和少量介孔组成,孔径远大于砷酸根离子(AsO_(4)^(3-))和亚砷酸分子(H_(3)AsO_(3))的空间构型尺寸,有利于对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附。反映石墨化程度的R值为1.340,表面具有丰富的含氧官能团,对As(Ⅲ)的最大吸附量为3.87 mg/g,对As(Ⅴ)的最大吸附量为3.17 mg/g。对比文献中不同活性炭的比表面积和砷吸附容量,竹箨活性炭表现出一定优势。【结论】适当提高活化温度、延长活化时间有利于表面微孔的形成,从而提高砷吸附容量;但过高的活化温度和过长的活化时间会导致孔隙结构坍塌,减小比表面积和微孔比率,降低砷吸附容量。本研究为高效治理水体砷污染活性炭材料的制备提供了一种简单环保的方法,具有良好的除砷性能。

关键词：热解自活化竹箨活性炭砷吸附性能微观形貌孔隙结构

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碳化汉麻秆纤维−氮化硼三维导热网络构建高导热环氧树脂复合材料

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北京林业大学学报 2025年第4期47卷 177-184页

作者：李淼赵俊博刘付陈瑶北京林业大学木质材料科学与应用教育部重点实验室木材科学与工程北京市重点实验室北京100083 苏州佰旻电子材料科技有限公司江苏苏州215137

【目的】本研究旨在利用碳化汉麻秆纤维构建三维导热网络,解决传统环氧树脂(EP)复合材料中氮化硼(BN)填料添加量高导致的力学性能下降、加工性降低和成本增加的问题,提升环氧树脂的导热性能。【方法】采用碳化汉麻秆纤维(C)作为基础骨架... 详细信息

【目的】本研究旨在利用碳化汉麻秆纤维构建三维导热网络,解决传统环氧树脂(EP)复合材料中氮化硼(BN)填料添加量高导致的力学性能下降、加工性降低和成本增加的问题,提升环氧树脂的导热性能。【方法】采用碳化汉麻秆纤维(C)作为基础骨架,与氮化硼(BN)复合,利用二者协同增效作用构建高导热复合骨架,以环氧树脂(EP)为基体,制备BN-C/EP复合材料。通过表征材料的微观形貌、化学成分、力学性能及导热散热性能,研究其内部三维导热网络的形成机制和作用原理。【结果】(1)BN-C/EP复合材料中,碳化汉麻秆纤维相互交织并与改性后的BN协同作用,形成了丰富的三维热传导网络;其导热系数较EP提高了496%,每单位填料的导热系数提高了58.63%,有效降低了导热填料的添加量,从而降低了成本。(2)在跨面导热测试中,BN-C/EP复合材料的导热效率较EP提高了11.95%;在面内散热测试中,散热效率较EP提高了23.33%。这些结果表明,该材料在跨面导热和面内散热应用(如散热器)方面具有良好的潜力。(3)BN-C/EP复合材料的抗弯强度提高至68.7 MPa,较EP和BN/EP分别提高了2.08%和9.74%,满足作为热界面材料的使用条件。【结论】本研究利用高长径比的碳化汉麻秆纤维,成功构建了BN-C/EP复合材料的三维导热网络,显著提升了其导热性能。研究揭示了汉麻秆纤维在构建三维导热网络中的关键作用,其天然、环保、低成本的特性为复合材料的开发提供了新的思路。未来可进一步探索天然纤维与导热填料的协同作用机制,优化复合材料的微观结构,开发更高性能、更绿色的复合材料,以满足工业对高效热管理材料的需求。

关键词：汉麻纤维碳化氮化硼(BN) 环氧树脂(EP) BN-C/EP复合材料导热散热热界面材料

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竹束热处理对CS/APP自组装重组竹阻燃抑烟性能的影响

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西北林学院学报 2023年第3期38卷 203-210页

作者：刘娇曹旭东尚诗媛蔡金澄母军木质材料科学与应用教育部重点实验室北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

壳聚糖(CS)/聚磷酸铵(APP)层层自组装(LBL)是一种表面改性工艺,通过对竹束单元进行热处理,研究其对CS-TiO_(2)/APP自组装重组竹(BS)的阻燃抑烟性能的影响及协同关系。采用不同热处理温度(160、180℃)和处理时间(2、3、4 h)对竹束单元进... 详细信息

壳聚糖(CS)/聚磷酸铵(APP)层层自组装(LBL)是一种表面改性工艺,通过对竹束单元进行热处理,研究其对CS-TiO_(2)/APP自组装重组竹(BS)的阻燃抑烟性能的影响及协同关系。采用不同热处理温度(160、180℃)和处理时间(2、3、4 h)对竹束单元进行水蒸气保护的热处理,首先对不同的竹束特性进行研究,优选竹束热处理工艺条件,然后在竹束表面进行CS-TiO_(2)/APP自组装后制备重组竹,分析热处理对重组竹阻燃抑烟性能的影响及与LBL阻燃层的协同作用。结果表明,热处理后的竹束热稳定性提高,同时表面阻燃涂层增重率相比未热处理提高了27.0%,LBL后的极限氧指数较未热处理直接负载的提高了14.4%。综合不同热处理工艺下竹束的特性以及和负载LBL涂层的竹束阻燃效果,确定160℃下3 h为重组竹的热处理工艺条件。通过锥形量热测试,热处理后的BS(W-HT)重组竹较BS重组竹,燃烧热释放速率峰值pk-HRR降低了30.1%,产烟速率pk-SPR峰值降低了50.8%,热处理后的BS(W-HT)/CS-TiO_(2)/APP重组竹与BS/CS-TiO_(2)/APP重组竹比较,pk-HRR降低了9.7%,pk-SPR降低了36.4%,CO产量峰值降低了24.15%。竹束热处理后的重组竹具有较好的阻燃抑烟效果,并且和CS-TiO_(2)/APP层层自组装具有良好的协同作用,提高了竹束表面的CS-TiO_(2)/APP自组装阻燃涂层的负载,减少了BS/CS-TiO_(2)/APP重组竹板材的烟释放和有毒气体的生成。

关键词：竹束重组竹热处理层层自组装阻燃处理

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