Efectul delignificării luminii asupra proprietăților mecanice, hidrofobe și termice ale rezistenței ridicate
Subiecte
Abstract
Introducere
Materialul din fibre turnate este un material nou dezvoltat rapid în ultimii ani, care poate fi utilizat pe scară largă în ambalaje, logistică și alte domenii ca un bun înlocuitor al materialului din plastic și lemn masiv 1. Materialele tradiționale din fibre turnate sunt de obicei turnate prin turnare simplă cu aspirație cu o densitate de 0,22-0,33 g · cm −3 și utilizate de obicei pentru ambalarea produselor mici și ușoare 2,3. Cu toate acestea, materialele din fibre turnate de înaltă rezistență (HMFM) cu o densitate de 0,8-1,1 g · cm −3 sunt turnate sub procesul de presare la cald folosind pastele de fibre vegetale ca materii prime, care îndeplinesc cerințele structurii mari și a sarcinilor ridicate. capacitate. Se poate aplica pentru ambalarea echipamentelor mecanice mari și grele, a ambalajelor de colectare, precum și pentru manipularea pe teren 4 .
Materialele tradiționale din fibre turnate iau deșeurile de hârtie ca materie primă principală 5. Principalul tip de fibre de hârtie uzată sunt fibrele chimice din pastă, iar cea mai mare parte a ligninei este îndepărtată în timpul procesului de pulpare. Legătura inter-fibră depindea în principal de legătura intermoleculară de hidrogen și de forțele van der Waals între suprafețele de fibre adiacente 6. Fibrele scurte și rigide din deșeurile de hârtie nu au fost ușor de a promova fibrilația externă datorită bătăilor și uscării repetate 7,8,9. Prin urmare, este dificil să se formeze HMFM cu densitate mare și rezistență ridicată în cadrul procesului tradițional de turnare cu temperatură și presiune relativ scăzute. Pentru a îmbunătăți performanța fizică a pulpei mecanice, îndepărtarea ligninei a fost utilizată pentru a forma HMFM în acest studiu 10 .
Delignificarea luminii poate provoca modificări ale proprietăților fizice și ale grupurilor active de suprafață exterioare ale fibrelor, ceea ce va oferi o posibilitate de îmbunătățire a proprietăților HMFM. Pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice, hidrofobe și alte proprietăți ale HMFM, HMFM înainte și după tratamentul de delignificare a luminii au fost preparate prin procesul de turnare prin presare la cald. Compoziția chimică și morfologia fibrelor de celuloză înainte și după tratamentul cu clorit de sodiu au fost examinate conform standardelor de analiză chimică a materiei prime pentru fabricarea hârtiei și, respectiv, a metodelor de observare microscopică și, respectiv, a statisticilor matematice. Compoziția suprafeței exterioare, microstructura și proprietățile termice ale HMFM au fost investigate prin spectroscopie fotoelectronică cu raze X (XPS), microscopie electronică cu scanare (SEM) și respectiv calorimetrie cu scanare diferențială (DSC). Efectele delignificării luminii asupra proprietăților fizice și mecanice (densitate, rezistență la tracțiune și rezistență la încovoiere) și proprietatea hidrofobă a HMFM au fost comparate și analizate. Poate fi folosit ca suport teoretic pentru cercetarea mecanismului de formare și optimizarea producției HMFM.