【摘 要】
：
随着石油基等不可再生资源的急剧减少以及其对环境的污染,人们正在大力推动性能优异的生物基绿色材料以实现可持续发展。细菌纳米纤维素（BC）具有高长径比、高结晶度、良好的生物相容性以及优异的机械性能,已成为未来高性能生物材料和纺织品开发的重要候选材料。到目前为止,纳米尺寸优异的机械性能到宏观纤维的有效传递仍然是材料学领域的巨大挑战。虽然人们已经采用各种方法定向组装纳米纤维素（CNF）,以获得高强度的纳米
论文部分内容阅读
随着石油基等不可再生资源的急剧减少以及其对环境的污染,人们正在大力推动性能优异的生物基绿色材料以实现可持续发展。细菌纳米纤维素（BC）具有高长径比、高结晶度、良好的生物相容性以及优异的机械性能,已成为未来高性能生物材料和纺织品开发的重要候选材料。到目前为止,纳米尺寸优异的机械性能到宏观纤维的有效传递仍然是材料学领域的巨大挑战。虽然人们已经采用各种方法定向组装纳米纤维素（CNF）,以获得高强度的纳米纤维素基宏观纤维。但是,经济、连续的高性能宏观纤维的制备仍然存在很多的问题。本文以BC纳米纤维为基本单元,通过简单可行的制备工艺实现了BC纳米纤维到高强宏观纤维的连续制备。（1）通过湿法纺丝和自制分级拉伸装置相结合的策略实现了BC宏观纤维的连续制备,探索了拉伸速率与拉伸比对宏观纤维结构和性能的影响。结果表明:在拉伸速率为18.85 mm/min的最优拉伸速率时,通过一级拉伸在40%的最高拉伸比下获得的宏观纤维表现出18.0MJ m-3的韧性和544.5 MPa的拉伸强度。在此基础上,我们研究了在不同拉伸比下两级拉伸对纳米纤维取向和宏观纤维性能的影响。研究表明:两级拉伸可以进一步改善BC纳米纤维的取向,增强纳米纤维之间的氢键并减少缺陷,从而使得各个拉伸比下宏观纤维的拉伸强度有了进一步的提高,利用两级拉伸工艺在40%的拉伸比下,获得宏观纤维的韧性和拉伸强度分别高达17.4 MJ m-3和659.8 MPa。（2）为了提高纳米纤维间的相互作用和改善BC宏观纤维在成形过程中的缺陷,通过湿法纺丝工艺和分级拉伸制备了RSF/BC复合纤维,探究了添加丝素蛋白（RSF）对纺丝、纳米纤维取向及宏观纤维的影响。结果表明:掺入适当含量的RSF可以在拉伸过程中提高纳米纤维的取向和宏观纤维的力学性能,当加入5%的RSF时,得到RSF/BC复合纤维的韧性和拉伸强度可分别达到24.3 MJ m-3和548.4MPa。但随着RSF含量的增加,BC纳米纤维的取向没有明显改变,但由于复合纤维出现孔隙和缺陷,导致机械强度下降。在最佳RSF比例下对复合纤维进一步执行了两级拉伸,在拉伸倍率为40%时,复合纤维的韧性和拉伸强度分别达到了23.1 MJ m-3和649.6 MPa。RSF的加入使纳米纤维的组装过程更加稳定连续,并且得到的宏观纤维具有更优异的机械性能。
其他文献
槐糖脂（Sophorolipids）是主要由非致病球拟假丝酵母（Starmerella bombicola）以六碳糖和脂肪酸为碳源,经一定发酵工艺产生的微生物次级代谢产物。槐糖脂在本质上是一类糖脂类生物表面活性剂,其除具有常规表面活性剂所具有的增溶、乳化、润湿、发泡、分散、降低表面张力等通用性能外,还具有无毒、100%可生物降解、耐高温、耐高盐、适应p H范围广及对环境友好等特性。槐糖脂目前已被用
考察了小麦秸秆的预处理方式对球拟假丝酵母（Starmerella bombicola）利用其糖化液发酵产槐糖脂（SLs）的影响，并对发酵进行了优化。分别选择稀酸预处理（DAP）、Na OH预处理（SHP）和SO3微热爆预处理（STMEP）对小麦秸秆进行预处理，使用纤维素酶酶解糖化后将糖化液用于SLs的发酵，考察葡萄糖初始质量浓度和活性炭脱毒对SLs产量的影响。结果显示，SHP最利于小麦秸秆的酶解糖
化学链燃烧（Chemical Looping Combustion,CLC）是目前最主要的CO2捕集方法之一,该技术主要是使用载氧体中的晶格氧进行燃烧用氧,把常规的燃煤流程分为2部分,燃料在燃烧过程中不接触空气,最终产物只有CO2和H2O,降低能耗的同时可实现CO2高浓度捕集。载氧体是其中的关键,其中铁基载氧体由于其价廉易得和优良的环境友好性能,及在常压加压和高热条件下都显示出了优异的铁氧输送能力
聚苯并咪唑以其优异的耐热性能、耐化学试剂性能、机械性能、吸湿性能等优点,在航天航空、高性能纤维、燃料电池、气体分离、耐溶剂纳滤等领域应用十分广泛。采用常规溶剂多聚磷酸制备聚苯并咪唑需要高温且步骤复杂,严重阻碍了聚苯并咪唑的应用。纳米纤维气凝胶因其三维结构、低密度、高孔隙率和结构灵活性而倍受研究者关注,同时聚苯并咪唑纳米纤维具有优异的热学性能和机械性能。因此,简化溶液缩聚法合成聚苯并咪唑的过程,制备
鱼雷罐与铁水包转运铁水是连接高炉与转炉的重要工序,两种容器转运过程中铁水的温降将直接影响后续工作的进行。如果能够预测鱼雷罐与铁水包内铁水的温降规律,建立铁水温降预测模型,优化转运过程的调度工作,将会大大降低能源的消耗。铁钢界面铁水转运过程中,存在较多影响铁水温降的因素,因此本文从鱼雷罐和铁水包散热角度建立起环境、容器、转运时长等多因素对铁水温度的影响,进而获取铁水温降预测模型。本研究考虑到鱼雷罐和
目前工业生产中最常用的氮氧化物减排控制技术是NH3选择性催化还原NOx（NH3-SCR）技术,该技术NOx脱除效率高,而且设备装置结构简单,便于后期的保养和维护。当今工业生产中使用的催化剂大多是分析纯催化剂,分析纯催化剂不仅成本高,而且制备过程复杂,对环境还有一定的污染。而矿物催化剂的生产应用过程对环境造成的污染较小,并且可以降低催化剂的生产加工成本。经包钢加工磁选后的稀土尾矿中还含有较多的稀土元
现阶段及未来可预见很长一段时间内,化石能源仍以燃烧为主要形式进行利用,提高化石能源高效利用是实现“双碳”目标的重要手段之一。优化燃烧器结构可以有效改善燃烧状况提高燃烧效率,对于燃烧器内部燃烧特性的了解是优化燃烧器结构的前提。射流燃烧器是目前应用相当广泛的燃烧器结构,平焰燃烧器和弥散燃烧器又是射流燃烧器中比较节能环保的典型燃烧器。因此研究该类典型射流燃烧器的燃烧特性对提高轧钢企业及机械加工企业炉窑燃
熔盐电解广泛应用于稀土单质和稀土合金的制备。在电解过程中,熔盐在电流及自身所带阻值作用下产生热量,并通过导热及对流换热的方式向槽内部各处传递热量,合理的电解温度对电解反应具有重要影响。在稀土电解槽中可使用仪器测温的部分有限,一般采用传热公式建立电解槽温度场模型进行研究,故确定准确的传热公式对于电解槽研究至关重要。在传热公式中各换热系数直接影响电解槽温度场的理论计算,但在稀土电解槽中有关换热系数的研
中国是农业大国,农作物秸秆资源丰富,若将其能源化利用,可作为化石能源的替代品,改善我国能源结构,减少二氧化碳气体和其他有毒有害气体的排放。水热炭化技术是秸秆生物质热转化利用的一种方式,可提高生物质的燃料品质和改善其燃烧特性,将秸秆转化为高效能源使用。目前相关研究主要针对于单一秸秆生物质水热炭的标准燃料特性,如元素含量、热值、质量、能量产率和燃烧特性。但实际应用中,较难保证原料为单一农作物生物质,且
化学链燃烧（Chemical Looping Combustion,CLC）是一种不同于传统燃烧的,可以实现高浓度CO2捕集的新型燃烧技术,是将传统的燃料与空气直接接触反应的燃烧借助于载氧剂（OC）的作用分解为2个气固反应,不仅可以提高效率,对环境也很友好。考虑到白云鄂博铁精矿价格低、储量大等优点,因此选择以白云鄂博铁精矿为载氧体主要原料,进行化学链燃烧研究。文献研究表明铁基载氧体有表面致密、反应