化学改性二次纤维／聚乙烯废弃物复合材料研究

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纤维素基材料的改性与性能优化

纤维素基材料的改性与性能优化纤维素是地球上最丰富的天然有机聚合物之一，广泛存在于植物细胞壁中。

由于其具有可再生、可生物降解、生物相容性好等优点，纤维素基材料在众多领域展现出了巨大的应用潜力。

然而，纤维素本身的一些特性限制了其直接应用，因此对纤维素基材料进行改性以优化其性能成为了研究的热点。

纤维素的结构特点决定了其化学性质相对稳定，在常见溶剂中的溶解性较差，这给其加工和应用带来了一定的困难。

同时，纤维素的机械性能、热稳定性等也有待提高，以满足不同领域的特殊需求。

对纤维素基材料的改性方法多种多样，化学改性是其中较为常见的一种。

通过酯化、醚化等反应，可以在纤维素分子链上引入不同的官能团，从而改变其物理和化学性质。

例如，纤维素的酯化反应可以使其具有更好的疏水性，拓宽其在防水领域的应用；醚化反应则可以增加纤维素在有机溶剂中的溶解性，便于进一步的加工处理。

物理改性也是优化纤维素基材料性能的有效手段。

比如，通过对纤维素进行微细化处理，制备成纳米纤维素，可以显著提高材料的比表面积和机械强度。

纳米纤维素具有高长径比和优异的力学性能，可用于增强复合材料的强度和韧性。

此外，将纤维素与其他材料进行共混也是一种物理改性方法。

通过选择合适的共混组分和比例，可以综合各组分的优点，获得性能更优的复合材料。

在纤维素基材料的改性过程中，接枝共聚也是一种重要的方法。

通过将具有特定功能的聚合物链段接枝到纤维素分子上，可以赋予纤维素新的性能。

例如，接枝具有抗静电性能的聚合物可以使纤维素基材料在电子领域得到应用；接枝具有抗菌性能的聚合物则可以使其在医疗卫生领域发挥作用。

除了单一的改性方法，多种改性方法的组合往往能够取得更好的效果。

例如，先对纤维素进行化学改性以改善其溶解性，然后再进行物理共混，制备出的复合材料性能可能会优于单独使用一种改性方法得到的材料。

改性后的纤维素基材料在性能上得到了显著优化。

在机械性能方面，经过增强处理后的纤维素基复合材料的强度和韧性大幅提高，能够满足结构材料的要求。

废弃植物纤维的综合利用

废弃植物纤维的资源化利用摘要：随着人们生活水平的提高，城市废弃植物纤维材料以及农业废弃植物纤维变得越来越多。

本文综述了近年来国内外综合利用废弃植物纤维性及其有关研究进展情况，对废弃植物纤维的资源化综合利用方式进行了探讨。

关键词：废弃植物纤维物；资源化；利用；前景Abstract: Along with the people living standard enhancement, the city abandons the vegetable fiber material as well as the agriculture abandons the vegetable fiber to become more and more many.This article summarized the recent years domestic and foreign comprehensive utilization agriculture to abandon the plant thready use technology and the related research progress situation, to abandoned the vegetable fiber the converting into resources comprehensive utilization way to carry on the discussion.Key word: Abandons the vegetable fiber; Converting into resources; Using; Prospect1．前言随着经济的高速发展，人们生活水平的提高，城市废弃植物纤维材料的处理将会成为一个严重的问题，而农业生产中的废弃物种类繁多，数量巨大，而且随着农业生产水平和农民生产水平的提高，对原来用作燃料和肥料的农业废弃物的利用越来越少，农业废弃物越来越多。

聚烯烃改性研究

二、聚烯烃改性1、聚乙烯改性（1）国际上现用少量高密度聚乙烯掺入到低密度聚乙烯中以达到防止或减少封拈效果。

（2）加入少量（0.05~0.1%）油酸胺化物，可大为减少薄膜封粘。

如果加入0.5~2%的聚丙烯，可提高其透明度（3）用二氧化硅、碳素、粘土、碳酸钙,甚至一些工业废渣作为填充剂,填充量可达1：1，虽增强刚性,但抗张强度、延伸率、抗裂强度却有所下降,然而脆性化温度有所提高。

（4）以交联剂交联改性，为目前欧美研完的一种聚乙烯聚联改性新方法。

交联工艺有下列几种：A、有机过氧化物交联厂B、叠氦化物交联C、放射线交联D、热交联F、烷硅交联,H、发泡交联。

（5）光氯化聚乙烯薄膜生产已经工业化,其可分为二种光氯化方法(①日本采用光氯化照射室方法,即将聚乙烯薄膜在照射室内二面用氯气与之接触,并在一面用紫外线照射,这样氯原子不断扩散,紫外线也溅射到薄膜上,即使不直接接触光的面,同样得以光氯化。

②利用透过室方法,即将聚乙烯薄膜在透过室内,在绝对抽真空情况下一面用光照射,仅只有一面与氯气接触,并在同一面用紫外线进行光照。

除上述两种光氯化方法外,若二面同时用紫外线照射,效果更佳。

经光氯化改性的聚乙烯薄膜,改变其表面不活泼而难于印刷的问题,不需进行表面处理即可印刷。

聚丙烯改性聚丙烯（PP）是五大通用塑料之一，由于其原料来源丰富、价格便宜、易于成型加工、产品综合性能优良，用途非常广泛，已成为发展最快的塑料品种之一。

但PP也存在一些不足，最大缺点是耐寒性差，低温易脆裂；其次是收缩率大，抗蠕变性差，容易产生翘曲变形。

与传统工程塑料相比，PP还存在耐候性差，涂饰、着色和黏合等二次加工性能差，与其他极性聚合物和无机填料的相容性差等缺陷，从而限制了其应用范围。

PP的高性能化、工程化、功能化是目前改性PP的主要研究方向。

PP改性可分为化学改性和物理改性。

化学改性主要指共聚、接枝、交联等，通过改变P的分子结构以达到改性目的。

物理改性主要包括共混、填充、复合填强、表面改性等，通过改变PP的分子聚集态结构，以达到改善材料性能的目的。

聚乙烯改性研究进展

聚乙烯改性研究进展刘生鹏;张苗;胡昊泽;林婷;危淼【摘要】聚乙烯以优良的力学性能、加工性能、耐化学性等成为最主要的聚烯烃塑料品种,大量用于生产薄膜、包装和管材等.但聚乙烯的非极性和低刚性限制了其在某些领域的应用.综述了聚乙烯的化学改性、物理改性和改性新技术的新进展.化学改性包括接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性;物理改性包括增强改性、共混改性、填充改性;并介绍了各种改性对聚乙烯性能的影响.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2010(032)003【总页数】6页(P31-36)【关键词】聚乙烯;化学改性;物理改性;进展【作者】刘生鹏;张苗;胡昊泽;林婷;危淼【作者单位】武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉大学化学与分子科学学院,湖北武汉430072;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074;武汉工程大学绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TB3240 引言聚乙烯(PE)质优、价廉、易得，且用途十分广泛，主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等，并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料.随着石油化工的发展，聚乙烯生产得到迅速发展，产量约占塑料总产量的1/4.但聚乙烯属非极性聚合物，与无机物、极性高分子相容性弱，因此其功能性较差.采用改性可提高PE的耐热老化性、高速加工性、冲击强度、粘结性、生物相容性等性质.1 化学改性化学改性的方法主要有接枝改性、共聚改性、交联改性、氯化及氯磺化改性和等离子体改性处理等方法.其原理是通过化学反应在PE分子链上引入其它链节和功能基团，由此提高材料的力学性能、耐侯性能、抗老化性能和粘结性能等.1.1 接枝改性接枝改性是指将具有各种功能的极性单体接枝到 PE主链上的一种改性方法.接枝改性后的PE不但保持了其原有特性，同时又增加了其新的功能.常用的接枝单体有丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)、马来酸盐、烯基双酚A醚和活性硅油等[1].接枝改性的方法主要有溶液法[2]、固相法[3]、熔融法[4]、辐射接枝法[5]、光接枝法[6]等.程为庄等[2]以过氧化苯甲酰为引发剂，二甲苯为溶剂，进行了丙烯酸与低密度聚乙烯(LDPE)的溶液接枝聚合.聚乙烯接枝了丙烯酸后与铝的粘结强度显著增大，当接枝率为7.2%时，剥离强度由未接枝时的193 N/m提高到984 N/m.唐进伟等[3]利用固相法在线性低密度聚乙烯(LLDPE)上接枝MA，得到了接枝率为1%～2.4%，凝胶含量小于4%的 LLDPE-g-MA.于逢源等[4]采用多组分单体熔融接枝法，以甲基丙烯酸缩水甘油酯和苯乙烯作为接枝单体，对LDPE进行熔融接枝改性，获得了接枝率为3%的改性低密度聚乙烯.鲁建民等[5]研究了粉末态高密度聚乙烯的辐射效应、与多种单体的固态辐射接枝行为及其表征，并将其应用于聚乙烯粉末涂料，其附着力和柔韧性得到显著改善. Elkholdi等[6]采用光接枝的方法将AA接枝到聚乙烯上，改性后的PE薄膜具有良好的粘结性.1.2 共聚改性共聚改性是指通过共聚反应将其它大分子链或官能团引入到PE分子链中，从而改变PE的基本性能.通过共聚反应，可以改变大分子链的柔顺性或使原来的基团带有反应性官能团，可以起到反应性增容剂的作用[7].Ghosh等[8]采用接枝共聚的方法将少量的丙烯酸单体共聚物接枝到PE上，与原始的PE相比，改性后的PE具有较高的熔体粘度和较低的熔体流动指数.1.3 交联改性交联改性是指在聚合物大分子链间形成了化学共价键以取代原来的范德华力.由此极大地改善了诸如热变形、耐磨性、粘性形变、耐化学药品性及耐环境应力开裂性等一系列物理化学性能[9].聚乙烯的交联改性方法包括过氧化物交联(化学交联)、高能辐射交联[10]、硅烷接枝交联、紫外光交联[11].1.3.1 过氧化物交联过氧化物交联适用性强、交联制品的性能好，在工业中得到广泛的应用[12].刘新民等[13]研究了过氧化物交联PE的工艺与力学性能.过氧化物交联PE的力学性能有一定的提高，随着过氧化二异丙苯含量的增加，交联PE的凝胶含量提高；交联PE的拉伸强度随PE的凝胶含量增加而提高，断裂伸长率下降.同时，炭黑对复合材料有一定的补强作用，氧化锌的加入有助于交联反应和拉伸强度的提高.1.3.2 辐射交联应用辐射新技术，将聚合物置于辐射场中，在高能射线(γ射线、电子束以及中子束等)的作用下，可以在固态聚合物中形成多种活性粒子，引发一系列的化学反应，在聚合物内部形成交联的三维网络结构，使聚合物的诸多性能得到改善[14].王亚珍等[15]采用辐射交联制备的LDPE/EVA混合体系泡沫片材具有表观光滑、柔软、手感好、表观密度较小的特点，复合材料具有优异的力学性能，较高的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度.1.3.3 硅烷接枝交联硅烷接枝交联聚乙烯主要包括接枝和交联两个过程.在接枝过程中，乙烯基硅烷接枝于聚乙烯大分子链上生成接枝聚合物，在交联过程中，接枝聚合物先水解成硅醇，—OH与邻近的Si—O—H基团缩合形成Si—O—H键，从而使聚乙烯的大分子之间产生交联.张建耀等[16]研究了高密度聚乙烯(HDPE)、LLDPE及其共混物的乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)接枝交联产物的分子结构、熔融行为.研究发现VTEOS接枝交联PE 能力为：LLDPE>HDPE/LLDPE共混物>HDPE；接枝交联使HDPE、LLDPE及其共混物的结晶度和熔点降低，晶粒变得不均匀.1.3.4 紫外光交联紫外光交联是近年来才开始实现工业应用的新交联方法，通过加入聚乙烯基料中的光引发剂和光交联剂吸收紫外光后发生一系列的光物理和光化学反应而产生的大分子自由基进行迅速复合生成三维网状的交联结构.Wu等[17]用紫外光辐射的方法将C—O、C—OH和C=O等含氧基团引入LLDPE的分子链上.结果表明：辐射后LLDPE的分子量变小，和LLDPE相比，其熔体流动指数、拉伸强度和断裂伸长率都有所降低，但仍保持良好的韧性，且亲水性增强.1.4 氯化及氯磺化改性氯化聚乙烯是聚乙烯分子中的仲碳原子被氯原子取代后生成的一种高分子氯化物，具有较好的耐候性、耐臭氧性、耐化学药品性、耐寒性、阻燃性和优良的电绝缘性. 氯磺化聚乙烯是聚乙烯经过氯化和氯磺化反应而制得的具有高饱和结构的特种弹性材料，属于高性能橡胶品种.其结构饱和，无发色基团存在，涂膜的抗氧性、耐候性和保色性能优异，且耐酸碱和化学药品的腐蚀，已广泛应用于石油、化工等行业[18].1.5 等离子体改性处理等离子体是由部分电离的导电气体组成，其中包括电子、正离子、负离子，基态的原子或分子、激发态的原子或分子、游离基等类型的活性粒子[19].在聚乙烯等高分子材料表面改性中主要利用低温等离子体中的活性粒子轰击材料表面，使材料表面分子的化学键被打开，并与等离子体中的氧、氮等活性自由基结合，在高分子材料表面形成含有氧、氮等极性基团，由于表面增加了大量的极性基团从而能明显地提高材料表面的粘接性、印刷性、染色性等[20-21].Ataeefard等[22]用Ar、O2、N2、CO2气态等离子体处理LDPE表面，结果表明在低气压时O2、Ar、N2、CO2气态等离子体可改善LDPE薄膜的润湿性，其接触角的减小主要与放电量和曝光时间有关；LDPE的表面形貌与等离子体放电量、曝光时间和采用不同类型的气体有关，用Ar、N2气态等离子体处理LDPE效果更佳.2 物理改性物理改性是在PE基体中加入另一组分(无机组分、有机组分或聚合物等)的一种改性方法.常用的方法有增强改性、共混改性、填充改性.2.1 增强改性增强改性是指填充后对聚合物有增强效果的改性.加入的增强剂有玻璃纤维、碳纤维、石棉纤维、合成纤维、棉麻纤维、晶须等.自增强改性也属于增强改性的一种.2.1.1 自增强改性所谓自增强就是使用特殊的加工成型方法，使得材料内部组织形成伸直链晶体，材料内部大分子晶体沿应力方向有序排列，材料的宏观强度得到大幅度提高，同时分子链有序排列将使结晶度提高，从而使材料的强度进一步提高，由于所形成的增强相与基体相的分子结构相同，因而不存在外增强材料中普遍存在的界面问题[23].张慧萍等[24]采用超高分子量聚乙烯(UHMPE)纤维分别增强高密度聚乙烯(HDPE)和LDPE基体，研究发现UHMPE纤维与LDPE基体在加热加压成型的条件下，可以形成良好的界面，最大限度发挥基体和纤维的强度，而以HDPE为基材时力学性能相对较差.2.1.2 纤维增强改性纤维增强聚合物基复合材料由于具有比强度高、比刚度高等优点而得到广泛应用，而界面问题是纤维增强聚合物基复合材料研究中的主要问题. 张宁等[25]采用经 KH-550偶联剂处理的长玻璃纤维(LGF)与PE复合制备了PE/LGF复合材料.研究发现LGF的为30%(质量)、长度约为35 mm时，复合材料的拉伸强度和冲击强度分别为52.5 MPa和52 kJ/m；LGF在PE基体中呈现三维交叉结构，这种结构和 KH-550的加入改善了复合材料的力学性能.2.1.3 晶须改性经典的载荷传递机理认为，聚合物/晶须复合材料受到外力时，应力可以通过界面层由基体传递给晶须，晶须承受部分应力，使基体所受应力得以分散.晶须增韧聚合物来源于两方面的贡献，其一是晶须导致基体局部应力状态改变，其二是晶须对基体结晶行为产生影响[26].潘宝风等[27]的研究表明硅钙镁晶须的加入能够大幅度提高HDPE材料的拉伸力学性能，包括短期力学性能及耐长期蠕变性能.晶须对HDPE材料的增强作用主要归因于它们之间的良好界面粘结，同时刚性的晶须则能够承担较大的外界应力使复合材料的模量得到提高.2.1.4 纳米粒子增强改性少量无机刚性粒子填充PE可同时起到增韧与增强的作用.郜华萍等[28] 将表面处理过的纳米SiO2粒子填充m-LLDPE/LDPE发现复合材料力学性能达到最佳值的纳米粒子填充量为2%，与纯m-LLDPE/LDPE相比，拉伸强度、断裂伸长率分别提升了l3.7 MPa和174.9%.力学性能的显著提高归因于SiO2纳米粒子均匀分散于基材中，与基材形成牢固的界面结合.Qian等[29]研究了HDPE/纳米SiO2的非等温结晶行为，发现复合材料的结晶速率高于纯HDPE，结晶活化能由纯HDPE的166.3 kJ/mol，提高到206.2、251.1和266.0 kJ/mol(填充质量分数分别为1%、3%和5%).2.2 共混改性共混改性主要目的是改善PE的韧性、冲击强度、粘结性、高速加工性等各种缺陷，使其具有较好的综合性能.共混改性主要是向PE基体中加入另一种聚合物，如塑料类、弹性体类等聚合物，以及不同种类的PE之间进行共混.2.2.1 PE系列的共混改性单一组分的PE往往很难满足加工要求，而通过共混改性技术可以获得性能优良的PE材料.林群球等[30]通过LDPE与LLDPE共混，解决了LDPE因大量添加阻燃剂和抗静电剂等主助剂造成力学性能急剧降低的问题.汤亚明[31]对LLDPE与HDPE的共混改性进行了研究，结果表明共混后可以提高产品的抗冲击强度和综合性能.2.2.2 PE与弹性体的共混改性弹性体具有低的表面张力、较强的极性、突出的增韧作用，因此与PE共混后，既能保持PE的原有性能，同时也可以制备出具有综合优良性能的PE.王新鹏等[32]采用熔融共混法制备了LDPE/聚烯烃弹性体(POE)共混物，研究发现POE的含量显著影响着LDPE的结晶行为.随着POE用量的增加，LDPE的结晶度稍有减小，结晶的完善性和均一性变差，晶粒变小，LDPE在结晶过程中出现了二次结晶；随着LDPE含量的增加，POE的结晶度逐渐减小.当POE含量为30%时，共混体系的拉伸强度达到最大值，为21.5 MPa.2.2.3 PE与塑料的共混改性聚乙烯具有良好的韧性，但制品的强度和模量较低，与工程塑料等共混可提高复合体系的综合力学性能.但PE和这类高聚物的界面问题也是影响其共混物性能的主要原因，因此通常需要加入界面相容剂以提高共混物的力学性能[33].周松等[34]研究了PP对HDPE性能的影响，随着PP用量增加，复合体系的熔体流动速率提高，冲击强度下降.三元乙丙共聚物可作为相容剂，改善HDPE-PP间的相容性，研究发现HDPE/PP/EPDM(77/23/8)共混体系的综合性能最优，拉伸强度和冲击强度都得到提高.杜强国等[35]研究发现少量LLDPE的加入对PBT有一定程度的增韧作用，此时分散相的粒径很小，随着LLDPE量的增加，分散相粒径的尺寸显著增大，缺口冲击强度急剧下降.LLDPE-g-MA能明显改善了LLDPE与PBT的界面粘结，共混物冲击强度随着LLDPE接枝率的提高而提高.杜芹等[36]利用微层共挤方法制备了具有层状交替结构的HDPE/PA6共混物，共混物中引入少量HDPE-g-MA时，化学反应在界面进行，与海岛结构的共混物界面面积相比，层状共混物的界面接触面积小，界面化学反应相对较弱，但层状共混物的屈服强度和断裂伸长率有大幅度提高，层状结构对HDPE和PA6的结晶行为影响很小.王娜等[37]用熔融共混法制备出HDPE/聚苯乙烯(PS)/有机蒙脱土(OMMT)复合材料.随着OMMT的增加，复合材料的拉伸强度和弹性模量增加；当HDPE/PS为20∶80(质量比)、OMMT为3%(质量分数) 时，复合材料的拉伸强度比未加OMMT时提高了80%，弹性模量提高了20%.2.3 填充改性填充改性是在PE基质中加入无机填料或有机填料，一方面可以降低成本达到增重的目的，另一方面可提高PE的功能性，如电性能、阻燃性能等.但同时对复合材料的力学性能和加工性能带来一定程度的影响.无论是无机填料还是有机填料，填料与PE基体的相容性和界面粘结强度是PE填充改性必须面临的问题，而PE 是非极性化合物，与填料相容性差，因此，必须对填料进行表面处理.填料的表面处理一般采用物理或化学方法进行处理，在填料表面包覆一层类似于表面活性剂的过渡层，起“分子桥”的作用，使填料与基体树脂间形成一个良好的粘结界面[38].常用的填料表面处理技术有：表面活性剂或偶联剂处理[39]、低温等离子体技术[40]、聚合填充法 [41]和原位乳液聚合[42]等PE中填充木粉、淀粉、废纸粉、滑石粉、碳酸钙等一类填料，不仅可以改善PE的性能，同时也具有十分重要的健康环保意义[43-46]；而PE的功能性填充改性是指在改善PE性能的同时赋予其光、电、阻燃等方面的效果[47].3 PE改性技术的新进展3.1 单活性中心催化剂开发的PE均聚物埃克森化学公司与道化学公司采用单活性催化剂制备的PE均聚物已进入工业化阶段.这些新型PE具有优异的透明度、强度、柔软性和低温热封性等，分子量及组成分布很窄.埃克森拟将其用于医疗等方面，而道化学公司则以树脂改性用途等为重点进行应用开发，但加工性是其目前的难点[48].3.2 双峰PE具有双峰分子质量分布的聚乙烯被称为双峰聚乙烯，它的优点是既含有很短的聚合物分子链，起到分子间的润滑作用，能够改善加工性能，又含有很长的聚合物分子链，保证材料的机械作用，因此双峰聚乙烯产品具有优良的物理力学性能和加工性能[49].从世界聚乙烯工业的发展趋势来看，双峰聚乙烯产品将向传统聚乙烯产品提出挑战，国外各大石化公司已在此方面有了较快发展，而国内仅是对此技术进行了初步的研究.开发新型金属催化剂和催化剂载体以及催化剂配体，是今后双峰聚乙烯研究开发的重点[50].3.3 茂金属聚乙烯茂金属聚乙烯(mPE)是近年来迅速发展的一类新型高分子树脂，其分子量分布窄，分子链结构和组成分布均一，具有优异的力学性能和光学性能，已被广泛应用于包装、电气绝缘制品等[51-52].González等[53]研究茂金属线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)对沥青/LLDPE共混物稳定性和流变性能的影响.m-LLDPE替代LLDPE改性沥青可以有效避免高温放置时的象乳液一般发生相分离，同时显著改善沥青的粘弹性.Qin等[54]研究了PP/m-LLDPE共混物的熔融/结晶行为和等温结晶动力学，结果表明PP与m-LLDPE是部分相容的，两者的相互作用主要存在于m-LLDPE链与PP分子中的PE链段，m-LLDPE的引入降低了PP的结晶温度，但有助于PP形成良好的球晶.4 结语21世纪新材料发展非常迅速，优胜劣汰的竞争将更为激烈.PE以其价格低廉、品质优良、适于改性的特点，成为人们的首选.各种改性技术的引入，使通用PE的应用范围越来越广泛，使低档塑料高性能化应用成为现实.尽管在各种改性PE中可能还存在不完善和缺陷，但是，可以预料经济而有效的PE改性开发研究仍将得到大力发展.参考文献：[1]殷锦捷, 王亚鹏. 聚乙烯改性的研究进展[J]. 上海塑料, 2006(3): 13-16.[2]程为庄, 彭蓉, 杜强国. 聚乙烯与丙烯酸的溶液接枝聚合[J]. 功能高分子学报, 1997, 10(1): 67-71.[3]唐进伟, 童身毅. 线型低密度聚乙烯固相接枝马来酸酐研究[J]. 化工科技, 2007, 15(3): 5-8.[4]于逢源, 肖汉文, 徐冰, 等. 低密度聚乙烯的接枝改性[J]. 应用化学, 2005, 22(7): 796-799.[5]鲁建民, 张湛, 刘亚康, 等. 粉末态高密聚乙烯的辐射接枝[J]. 化工学报, 2006, 53(6): 640-643.[6]Costamagna V, Strumia M, Lopez-Gonzalez M, et al. 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生物质与废塑料催化热解制芳烃(Ⅰ):协同作用的强化

生物质与废塑料催化热解制芳烃(Ⅰ)：协同作用的强化惠贺龙;李松庚;宋文立【摘要】采用两段式固定床对比研究了纤维素与高密度聚乙烯(HDPE)的单独物料催化热解、混合物催化热解和分段催化热解,对热解产物分布、目标产物产率及选择性以及催化剂积炭量等参数进行考察,拟从模型化合物水平探索生物质与塑料催化热解制芳烃过程强化协同作用的可能性.结果表明,纤维素与HDPE的共催化热解(混合和分段催化热解)对芳烃的形成具有协同作用,且分段催化热解较混合催化热解表现出更显著的协同作用,可获得更高的芳烃产率及选择性,提高纤维素热解转化率并降低催化剂的积炭,其协同作用符合"双烯合成"反应理论.并结合HDPE催化热解验证实验对分段催化热解制芳烃过程协同作用的强化机理进行阐述.%In order to explore the feasibility of strengthening the synergistic effect during the aromatic hydrocarbon from catalytic pyrolysis of biomass and plastic wastes, three series tests about catalytic pyrolysis of cellulose and high-density polyethylene (HDPE) were carried out by the two stage fix-bed reactor. Some parameters, such as product characteristics, yield and selectivity of aromatics and carbon deposition of catalyst, were compared among the catalytic pyrolysis of single material, physical mixture (cellulose:HDPE = 1:1) and stage pyrolysis. The results indicated that the obvious synergistic effect was observed during the catalytic co-pyrolysis of cellulose and HDPE (including physical mixture catalytic pyrolysis and stage catalytic pyrolysis). What's more, the stage catalytic pyrolysis had more obvious synergistic effects than simple mixture catalytic pyrolysis, which would be reflected by following indicators:① increasing the yieldand selectivity of aromatics;② facil itating deoxygenation from cellulose in the form of water;③ increasing conversion of cellulose; and④ decreasing the carbon deposit amount of catalyst. The synergies existed in the co-pyrolysis of cellulose and HDPE can be explained by Diels-Alder reaction theory. In addition, an enhancing synergistic mechanism for the stage catalytic pyrolysis of cellulose and HDPE was proposed based on the verification test of catalytic pyrolysis of HDPE in this work.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2017(068)010【总页数】9页(P3832-3840)【关键词】生物质;塑料;催化;热解;芳烃;协同作用【作者】惠贺龙;李松庚;宋文立【作者单位】中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京100190;中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京 100190;中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室,北京 100190【正文语种】中文【中图分类】TK6Abstract:In order to explore the feasibility of strengthening the synergistic effect during the aromatic hydrocarbon from catalytic pyrolysis of biomass and plastic wastes,three series tests about catalytic pyrolysis of cellulose and high-density polyethylene (HDPE) were carried out by the two stagefix-bed reactor.Some parameters,such as product characteristics,yield and selectivity of aromatics and carbon deposition of catalyst,were compared among the catalytic pyrolysis of single material,physical mixture (cellulose:HDPE=1:1) and stage pyrolysis.The results indicated that the obvious synergistic effect was observed during the catalytic co-pyrolysis of cellulose and HDPE (including physical mixture catalytic pyrolysis and stage catalytic pyrolysis).What's more,the stage catalytic pyrolysis had more obvious synergistic effects than simple mixture catalytic pyrolysis,which would be reflected by following indicators: ① increasing the yield and selectivity of aromatics;② facilitating deoxygenation from cellulose in the form of water; ③ increasing conversion of cellulose; and④decreasing th e carbon deposit amount of catalyst.The synergies existed in the co-pyrolysis of cellulose and HDPE can be explained by Diels-Alder reaction theory.In addition,an enhancing synergistic mechanism for the stage catalytic pyrolysis of cellulose and HDPE was proposed based on the verification test of catalytic pyrolysis of HDPE in this work.Key words:biomass; plastics; catalysis; pyrolysis; aromatic hydrocarbon; synergistic effect生物质的催化热解技术能够通过一步转化实现液体燃料和化学品的制备，被认为是生物质基化石替代能源最有希望实现的途径。

聚乙烯废弃物复合材料的化学改性研究

Ｋｅｒｓ：ｙｗｏｄ
ｏｙｔｌｎｐｌｅｙｅｅ；ｓｏｄｒｂｒｓｔｏｌｘｈｃｅｎａｙｆｅ；ｗａｅｃｍｐｅｉ
我国大小造纸企业众多，年产生许多造纸每
济、会效益。这些二次纤维已经历一次或多次社
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可降解聚乙烯材料研究及进展

可降解聚乙烯材料研究及进展摘要：聚乙烯材料是一个经典的"白色污染物",该材质在大自然中降解速度极其慢,导致了极其巨大的污染。

本文介绍几种新型的可降解乙烯聚合物的研究现状及应用。

具有较好的应用前景。

关键词：聚乙烯；光降解；生物降解；光-生物降解0引言随着大分子建筑材料使用量的逐渐增多,存在着已衰老、不易降解、寿命较短等问题的大分子建筑材料垃圾,给人们的生态环境造成了极大的灾难。

焚烧法、填埋法等对传统解决方法具有相当的局限和隐患。

所以,设计研发环境友好型材料，实现绿色化学至关重要。

聚乙烯（PE）作为典型的塑料、纤维制品，它具有稳定性好、机械性能优异、物美价廉等优势而大量应用。

但该材料在大自然中降解速度极其慢,从而造成"白色污染"。

本文介绍了目前较为流行的三种可降解乙烯聚合物的降解机理，以及可降解乙烯聚合物材料在不同领域的应用。

1可降解聚乙烯材料的不同机理1.1光降解光降解性塑料材料是指被太阳光辐照后仍能进行降解的塑料制品,其聚合物分子链可在太阳光作用下有序断开,从而引发材料断裂和降解,进而降解成能被生物分解的酸、酮和酯等小分子物质,并被彻底地氧化形成二氧化碳和水。

光降解塑料一般包括了合成型和添加型二类。

其中,添加型光降解塑料中添加了光激发物或感光药物,前者可被光能量激活或分解生成能导致高聚物分子降解的自由基,后者则在激发后可将吸收的能量转移给聚合物分子。

张玉霞[1]利用实验室氙弧灯等照明源暴露测试法,对新添加的高光降解聚乙烯塑料袋进行老化试验,试验结果显示,由于光降解母材的加入剂量增大,样品老化后热氧化反应的失重温度明显下降,与老化前的热氧化稳定性差异明显加大。

1.2生物降解生物降解过程机制除有自然生命如细菌、霉菌(真菌)和藻类的影响外,还伴有另外的物理生化影响,如水解、抗氧化等。

塑料制品的生命降解路径可归纳为如下三类:(1)生物物理影响:微生物生物细胞的成长使塑料制品主链经过机械性损伤,成为低分子量的低聚物碎片;(2)生化影响:有机微生物对塑料制品通过影响得到新的生化产物,如H2O、CH4、CO2等;(3)酶的直接影响影响:在酶的促进下,塑料制品先经过降解或断裂为小分子产物,再彻底地溶解为二氧化碳或水。

聚乙烯复合材料在室内装饰中的应用及其发展

聚乙烯复合材料在室内装饰中的应用及其发展摘要：在当前的室内装饰设计中，各种新型材料不断出现，其中聚乙烯复合材料的应用逐渐广泛。

其具有较为显著的应用优势，包括较高的弹性模量，抗压、抗弯曲、防水和防腐蚀等性能优越。

本文主要对聚乙烯复合材料的类别及其在室内设计中的主要应用领域进行探究。

关键词：聚乙烯复合材料；室内装饰；应用要点聚乙烯复合材料具有质量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学药品腐蚀和耐候性好等特点，已逐步取代木材及金属合金，广泛应用于汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域。

在室内装饰设计中，聚乙烯复合材料的应用形式较为多样，且应用范围广泛，室内装饰设计人员应加强对聚乙烯材料的应用研究，不断提高其应用成效。

1聚乙烯复合材料概述聚乙烯是一种热塑性树脂，是乙烯均聚合或与α-烯烃共聚合的产物，具有无毒无臭，稳定性好、耐低温等优点。

聚乙烯复合材料是聚乙烯与其他物质以不同方式组合而成的材料，能够发挥不同材料的优点，克服单一材料的缺陷，扩大材料的应用范围。

常见的聚乙烯复合材料有超高相对分子质量聚乙烯纤维、高导电聚乙烯复合材料、高耐磨聚乙烯工程塑料等。

聚乙烯复合材料可以通过化学改性方法和物理改性方法制得，还可通过溶胶-凝胶法、填充法制备。

2聚乙烯复合材料的主要应用形式2.1聚乙烯/薄木单板复合材料木制品加工行业中，通常将木材切割成厚度为0.05~0.80mm的装饰薄木作为木制品饰面。

但是薄木饰面柔韧性较差且易变形开裂，需要使用柔韧性强的增强材料与薄木复合制成柔性装饰薄木。

彭晓瑞等使用北美红栎作为装饰薄木，采用膜厚为0.03mm的改性低密度聚乙烯（LDPE）薄膜为增强和胶黏材料，马来酸酐为改性剂，将薄木和薄膜叠放成板坯，在板坯上下放置防黏板，底面加钢垫板进行热压。

热压压力为1.0MPa、热压温度为150℃，热压时间为120s。

为防止薄木表面卷曲，还需及时进行反向卷绕冷却。

在此条件下制备的装饰红栎薄木，横向抗拉强度提高了23.5%，柔韧性提高50%。

新实验开发：废弃PET塑料的电催化升级再造

大学化学Univ. Chem. 2024, 39 (3), 308收稿：2023-09-01；录用：2023-10-24；网络发表：2023-11-14*通讯作者，Emails:*****************(栗振华);*******************.cn(徐亮)基金资助：国家自然科学基金(22302006, 22108008, 22090031)；中国科协青年人才托举工程(2021QNRC001)•化学实验•doi: 10.3866/PKU.DXHX202309003新实验开发：废弃PET 塑料的电催化升级再造赵彤彤1，王嫣1，秦时月2，徐亮3,*，栗振华1,*1北京化工大学化学学院，北京 1000292北京化工大学材料科学与工程学院，北京 1000293北京化工大学化学工程学院，北京100029摘要：本实验设计了一种利用可再生能源提供的电能驱动的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料电催化升级再造策略，将废弃PET 塑料成功转化为对苯二甲酸、二甲酸钾等高附加值化学品，同时联产氢气(H 2)。

具体实验过程包括：首先通过水热法将PET 塑料进行降解得到对苯二甲酸和乙二醇单体，随后利用自制的水滑石(LDH)催化剂将乙二醇选择性电催化氧化为甲酸盐同时阴极联产H 2，最后将反应液经酸化、减压过滤、旋蒸、真空干燥等分离提纯步骤得到二甲酸钾和对苯二甲酸产品。

本实验是将科研成果引入教学的典型案例，不仅为废弃PET 塑料资源的绿色升级再造提供了新思路，而且有利于培养学生的科学思维能力，激发科学研究的兴趣。

关键词：电催化；PET 塑料；二甲酸钾；氢气；水滑石中图分类号：G64；O6New Experiment Development: Upgrading and Regeneration of Discarded PET Plastic through ElectrocatalysisTongtong Zhao 1, Yan Wang 1, Shiyue Qin 2, Liang Xu 3,*, Zhenhua Li 1,*1 College of Chemistry, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.2College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China. 3 College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.Abstract: This experiment designs a PET (polyethylene terephthalate) plastic electrocatalysis upgrading and regeneration strategy driven by renewable energy, converting discarded PET plastic into high-value-added chemicals such as terephthalic acid and potassium formate, while simultaneously co-producing hydrogen (H 2). The specific experimental process includes firstly degrading PET plastic into terephthalic acid and ethylene glycol monomer through hydrothermal method, then selectively electrocatalyzing the oxidation of ethylene glycol to formate using a self-made hydrotalcite catalyst (layered double hydroxide, LDH) while co-producing H 2 at the cathode, and finally obtaining potassium formate and terephthalic acid products through separation and purification steps such as acidification, vacuum filtration, rotary evaporation, and vacuum drying. This experiment is a typical case of introducing research results into teaching, providing new ideas for the green upgrading and regeneration of discarded PET plastic resources, and promoting students’ scientific thinking ability and interest in scientific research.Key Words: Electrocatalysis; PET plastic; Formate; Hydrogen; Layered double hydroxides1 引言聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料是目前应用较广的聚酯类塑料之一，年产量超过7000万吨，市场价格为1.1 US$∙kg −1 [1]。

聚乙烯醇纤维成纤前后改性方法的研究进展

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2022年第41卷第6期聚乙烯醇纤维成纤前后改性方法的研究进展马宏鹏1，张鑫1，秦文博1，郭斌1，2，3，李盘欣2，3（1南京林业大学理学院，江苏南京210037；2河南省农林产品深加工院士工作站，河南漯河462600；3河南省南街村集团博士后科研工作站，河南漯河462600）摘要：聚乙烯醇纤维具有耐酸碱、耐磨、可降解、水溶、耐腐耐候和防霉防虫等突出的优点，但存在应用范围较窄的问题。

近三十年来，聚乙烯醇纤维的发展经历了服用纤维到产业用纤维的深刻转变，对聚乙烯醇纤维进行功能化改性，是提高其性能并拓宽其应用领域的有效方法。

本文以聚乙烯醇纺丝成纤前后两个阶段为重点，系统介绍了纺丝液共混改性和纤维表面修饰两种典型方法。

其中，共混改性分为高分子和小分子共混改性，而表面修饰按照其不同的机理则分为表面化学反应改性、表面接枝改性、物理改性等。

此外，文中通过对各种改性方法优缺点的分析，阐述了共混改性和表面修饰与性能之间的关系，为选择合适的方法制备特定功能的聚乙烯醇纤维提供一定的借鉴和参考。

基于现有聚乙烯醇纤维的改性方法及应用范围，提出了在深度和广度两个层次上不断加强聚乙烯醇纤维的改性研究，赋予其新的性能或满足更高要求的发展趋势。

关键词：聚乙烯醇纤维；混合；聚合物；表面；化学反应；物理改性中图分类号：O636.1+2；TQ321.2;文献标志码：A文章编号：1000-6613（2022）06-3063-14Research progress of different modification methods of polyvinyl alcoholfiber before and after fiber formationMA Hongpeng 1，ZHANG Xin 1，QIN Wenbo 1，GUO Bin 1，2，3，LI Panxin 2，3(1College of Science,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,Jiangsu,China;2Agricultural and Forest ProductsProcessing Academician Workstation of Henan Province,Luohe 462600,Henan,China;3Post-Doctoral Research Center ofNanjiecun Group,Luohe 462600,Henan,China)Abstract:The application field of polyvinyl alcohol fiber (PVAF)is limited although it has many advantages such as acid and alkali resistance,wear resistance,degradability,water solubility,corrosion resistance,weather resistance,mildew and insect resistance etc .In recent 30years,the development of PVAF has experienced a profound change from clothing fiber to industrial fiber.Functional modification of PVAF is an effective method to improve its performance and broaden its applications.Focusing on the two stages of polyvinyl alcohol spinning before and after spinning,two typical methods of blending modification and fiber surface modification are reviewed.Among them,blending modification is divided into polymer and small molecule blending.According to its different mechanism,surface modification is divided into surface chemical reaction,surface grafting and surface physical modification.Furthermore,according to the advantages and disadvantages of various modification methods,the relationship between综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2021-1462收稿日期：2021-07-12；修改稿日期：2021-08-12。

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１前言
键［。为提高二次纤维的使用品质，３１各方面人员做了许多研究工作。引塑料由于其良好的使用性能已成为各个领域的主要原料或辅助材料，广泛应用于建筑业、
造纸废渣是一个较大的造纸业污染源。我国大小造纸企业众多，每年产生许多造纸废渣。而造纸废渣如不及时处理，不仅会影响环境，严重的还会产生二次污染，如对大气、水等产生污染。近年来，随着全民环境保护意识的增强，造纸废渣的处理有了较大的发展。然而，一些简单的处理过程，如焚烧、填埋，会造成二次污染，不仅污染环境，还浪费了造纸废渣中的有用资源。在造纸废渣中，污泥是主要废弃物，其产生量是原生纤维浆厂产出污泥的２～倍，每生产１纸，４ｔ污泥的产量就超过２０ｋｔ。０ｇ造纸污泥中含有原
新鲜污卜－３过筛洗挤｝— ６目泥＿Ｉ０目＿＿．０过筛洗挤＿｛．－水桨搅拌卜－｛
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２
２试验部分
２１原料．
再生资源研究
２０年第１０７期
机械有限公司；１１０型电热鼓风干燥箱，上海实验仪器总厂；ＳＡ４Ｃ３ＧＪｐｅ同步热分析Ｔ４９／／ｉｒｕｔ仪，德国耐驰公司；０／／／ｈｅｉ差式扫描２４１Ｇｐｏｎｘ
纸污泥中分离出的二次纤维为主要原料，制备二
的回收利用价值。如果把纤维从造纸废渣中分离出来，既处理了部分废弃物，又综合利用了有用
资源，有一定的环境、经济、社会效益。这些二次纤维在经历一次或多次使用和干燥后，品质下降，与原纤维相比其性质发生了许多不可逆转的变化。总的看来，二次纤维具有纤维短小，纤维间结合能力逊于原生纤维的特点，纤维塑性降低、脆性增加、强度下降。如何恢复二次纤维的原有润
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２０年第１０７期
化学改性二次纤维／聚乙烯废弃物复合材料研究
化学改性二次纤维／乙烯废弃物复合材料研究聚
王木平１，，柴希娟１，２，孙可伟，静１２常，２
（．１昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明６０９；５０３２废弃物资源化国家工程研究中心，昆明６０９）．云南５０３
造纸污泥，昆明金家造纸厂的新鲜造纸污
泥，含水率９％一７；４９％废塑料，昆明市嵩明县
量热仪，德国耐驰公司；Ｓ２ＣＷＥ一０Ｎ数显万能试
郊农用回收废旧地膜，Ｅ次氯酸钠，Ｐ；成都金山化验机，长春试验机厂；Ｃ一型冲击试验机，ＸＪ４承学试剂厂，化学纯；分散剂，聚丙烯酰胺，工业级；德市材料实验机厂。氢氧化钠，成都金山化学试剂厂，化学纯；马来酸酐接枝聚乙烯（ＡＥ，ＭＰ）南京华都科技实业有限公司，接枝率０８．％。
摘要：采用从造纸废渣中分离出的二次纤维和废塑料，制得二次纤维／聚乙烯废弃物复
合材料。研究了Ｋ５０预处理、Ｈ５二次纤维的用量以及增容剂对复合材料力学性能的影响。结果表明：Ｈ５Ｋ５０的浓度为２，％预处理时间为２ｉ，０ｒｎ二次纤维用量约２％，ａ０增容剂的用量为６％时，所得复合材料的综合性能最佳。关键词：聚乙烯；二次纤维；废弃物复合材料
次纤维／聚乙烯废弃物复合材料，探讨添加的二
次纤维含量和化学预处理剂以及增容剂维使用品质的关材料性能的影响。
作者简介：王木平（９８，，０４１７一）男２０级环境科学硕士研究生，研究方向：固体废弃物资源化利用。
洗涤剂
待用
图１废塑料处理工艺流程图
２３２造纸污泥提取二次纤维．．从造纸污泥中分离和提取二次纤维的具体
工艺流程如图２所示，所得二次纤维备用。
ＮＣ杀菌液ｌ１分散剂及洗涤水ｌ胶蜡物消除Ｉｌ洗ａ１０ｌ剂涤水
旧塑料具有较高的回收利用价值。热塑性复合材
料的循环利用可有几种方法，其中注射和模压成型是最常见的。】纤维素含有大量的一Ｈ基，易形成分子内Ｏ和分子间氢键，使它难溶、难熔［。６为了提高二次１纤维和废旧地膜的强度和可塑性、次纤维与聚二乙烯的相容性，在回收综合利用时，需要对它们进行一定的化学预处理。实验采用复合再利用法，以废旧地膜和从造
２２主要仪器设备．
２３原料处理．
２３１废塑料．．
从昆明市嵩明县郊回收的农用地膜废旧塑
料，预处理主要是去掉大颗粒石砂、泥土等，具体
工艺流程如图１所示。
ＳＫ一１０６Ｂ型开放式双辊混炼机，上海橡胶机械厂；Ａ／２ — ５型压滤机，ＸＱ３０２０昆山市环保
纸中未被利用的纤维，于二次纤维，有一定属具
汽车工业、包装材料及家庭日用品等方面。但是
大规模塑料的生产和使用必然伴随着大量废弃物的产生和排出，造成 “ 白色污染” 给环境带来，
巨大的压力。又因为塑料具有良好的化学稳定
性、耐腐蚀性、电绝缘性、绝热性等优点，所以废