摘要：菌草资源是目前世界上最丰富的农业资源之一,具有广阔的发展前景。以菌草绿洲一号为原料,制备菌草重组材,采用响应面Box-Behnken试验设计方法研究不同浸胶时间、热压时间、热压温度对菌草重组材主要物理力学性能的影响。在响应面试验结果基础上增加碱处理和帚化处理,探究改性对菌草表面结构及物理力学性能的影响。结果表明,菌草重组材的较佳制备工艺参数为浸胶时间33 min,热压时间1.12 min/mm,热压温度155℃。帚化制备的菌草重组材浸胶时间降低至15 min,其静曲强度(MOR)136.56 MPa和弹性模量(MOE)14.80 GPa比未帚化制备的菌草重组材分别提高154%和14%;吸水厚度膨胀率(TSR)5.84%和吸水宽度膨胀率(WSR)0.93%分别比未帚化制备的菌草重组材降低7和1.82个百分点,均达到GB/T 40247—2021《重组竹》的要求。碱处理试验结果显示,在NaOH质量分数为2%时MOR和MOE最佳,分别143.13 MPa和15.05 GPa;在NaOH质量分数1%时TSR和WSR最低,分别为1.85%和0.30%。通过扫描电镜分析可知,碱处理后菌草表面蜡质层出现降解,粗糙度增加;帚化处理产生的裂隙有利于酚醛树脂胶黏剂渗透到菌草内部,有利于菌草重组材的胶合,提高了力学性能和耐水性。本研究制备的菌草重组材为菌草新材料的开发提供新途径,对加快推进菌草重组材产业发展具有重要意义。

摘要：以碱处理前、后红黏土在CTC(增p)、TC(等p)、RTC(减p)三种模拟工况下的三轴试验数据为基础,结合邓肯-张模型和广义强度发挥面理论(Extend SMP)研究土样的应力应变关系。结果表明,基于邓肯-张模型,碱处理前、后红黏土试样的ε_(1)/(σ_(1)-σ_(1))~ε_(1)关系曲线并不是简单的线性关系,简单邓肯-张模型下分析的红黏土应力应变之间的关系可能并不适用。基于广义强度发挥面理论下的试样的应力比和应力增量比为简单的线性关系,应力比和应力比是一个前、后段缓,中间陡的曲线关系;应力比和轴向应变关系同应变曲线的变化具有较高相似性,先快速增长后增速变缓,曲线最终趋于稳定,且碱处理后红黏土在Extend SMP面上的应力比存在一个明显的峰值。

摘要：目的:通过3D打印技术打印多孔钛合金支架,研究其表面微弧氧化(MAO)/碱处理并加载精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)肽涂层对前成骨细胞生物学行为的影响。方法:设计并打印3D多孔钛合金支架,对其进行不同表面处理后分为MAO组、MAO/碱处理(MN)组、MAO/碱处理加载RGD肽(MNR)组,另设空白对照组。检测各组多孔钛合金支架的弹性模量,扫描电子显微镜(SEM)观察各组多孔钛合金支架表面微观结构,能谱分析仪(EDS)检测各组多孔钛合金支架表面元素构成,接触角测量仪检测各组多孔钛合金支架表面水滴接触角大小。将小鼠胚胎成骨细胞前体细胞(MC3T3-E1细胞)与各组支架共培养,CCK-8法检测各组多孔钛合金支架表面细胞增殖活性,Live/Dead细胞染色法检测各组多孔钛合金支架的生物相容性,细胞黏附实验观察各组细胞在多孔钛合金支架表面黏附情况,采用碱性磷酸酶(ALP)试剂盒检测各组细胞ALP活性,实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测各组细胞中Runt相关转录因子2(Runx2)、骨桥素(OPN)和骨钙素(OCN)mRNA表达水平。结果:3D打印多孔钛合金支架的弹性模量为(1.17±0.62)GPa。SEM观察,MAO处理后的多孔钛合金支架表面呈现火山口样形貌,碱处理后出现细小裂纹并呈现纳米级鱼鳞结构,加载RGD肽涂层的多孔钛合金支架表面观察到散在的RGD颗粒。EDS检测,MNR组支架表面RGD涂层成功加载。接触角测量仪检测,多孔钛合金支架表面接触角MAO组>MN组>MNR组。CCK-8法,培养第1、3和5天时3组细胞增殖活性均呈增长趋势,培养第3和5天时各组细胞增殖活性组间比较差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。Live/Dead细胞染色,3组支架均具备良好的体外相容性。细胞黏附实验,共培养48 h后,MNR组细胞数量和形态伸展均优于MAO组和MN组。培养第7天时,与MAO组比较,MNR组细胞ALP活性明显升高(P<0.01),培养第14天时3组细胞ALP活性组间两两比较差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。RT-qPCR法检测,培养第7天时,与空白对照组和MAO组比较,MN组和MNR组细胞中Runx2和OPN mRNA表达水平均明显升高(P<0.01),MNR组细胞中OCN mRNA表达水平明显升高(P<0.05);培养第14天时,MAO组、MN组和MNR组细胞中Runx2和OPN mRNA表达水平组间两两比较差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01),与空白对照组比较,MAO组、MN组和MNR组细胞中OCN mRNA表达水平均明显升高(P<0.01)。结论:3D打印多孔钛合金支架具有与人体骨组织匹配的弹性模量,支架表面MAO/碱处理并加载RGD肽涂层对MC3T3-E1细胞无毒性且对其成骨分化有促进作用。

摘要：采用响应曲面设计(Box-Behnken设计)优化竹纤维的提取工艺。以碱和脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)渗透剂对竹片进行沸煮,并结合机械碾压提取竹黄纤维,以碱浓度为0.5%~0.7%、JFC浓度为0.1%~0.3%、沸煮时间为1.5~2.5h为考察因素,采用响应曲面法,以竹纤维断裂强度、提取率、直径和摩擦系数为响应值,建立数学模型,获得综合性能最佳工艺。并采用扫描电镜观察不同工艺处理的竹纤维的纵向结构。结果表明:最优提取工艺为碱浓度为0.7%、JFC浓度为0.3%、沸煮时间为2.5h,此时纤维的综合性能最佳,拉伸断裂强度为386.25MPa,直径为191.79μm,摩擦系数为0.206,与响应曲面预测值(断裂强度为405.08 MPa,直径为175.59μm,摩擦系数为0.191)接近。响应曲面法优化得到的竹纤维性能较好,并能很好地预测试验结果,断裂强度与预测值偏差4.6%,摩擦系数与预测值偏差7.8%,直径与预测值偏差9.2%。SEM表明:碱处理、JFC处理和沸煮时间对纤维表面的胶质有影响,碱浓度为0.5%、JFC浓度为0.3%、沸煮时间为2.5h时有利于竹纤维表面胶质的去除。

摘要：以水稻秆颗粒为原料,通过NaOH处理制成生物质成型燃料的粘结剂,采用三因子二次正交旋转试验设计,研究NaOH质量分数、碱处理温度和碱处理时间对成型燃料剪切粘结强度的影响。利用SPSS13.0的回归分析方法以及Matlab 7.1的响应面分析法,建立并分析了3个因子对剪切粘结强度影响的数学模型。结果表明,所得回归方程显著,拟合情况良好;3个因子对剪切粘结强度的影响大小依次为:碱处理温度、NaOH质量分数、碱处理时间;最佳碱处理温度为95℃,NaOH质量分数为1.5%,碱处理时间为17 h,剪切粘结强度达到2.608 MPa。

摘要：针对氢氧化钠可破坏聚酯纤维结构,影响异形截面聚酯纤维的芯吸效应、润湿性、强力、伸长性能和吸湿快干及吸湿凉爽功能这个问题,借助扫描电子显微镜,对氢氧化钠处理前后的纤维形态结构进行了表征,分析了影响该纱线芯吸效应的因素,研究了不同质量分数碱处理对异形截面聚酯纱线芯吸效应、润湿性能、强力及伸长的影响规律。结果表明:异形截面聚酯纤维横截面为十字形,沿纤维纵向有4道沟槽,起到毛细管作用,为水分的迁移提供了通道,使纤维及纱线具有良好的芯吸效应;氢氧化钠可有效清除异形截面聚酯纤维沟槽中的低聚物,当氢氧化钠质量分数在4%左右时,纱线芯吸效果显著提高;氢氧化钠处理可提高异形截面聚酯纱线的润湿性;随着氢氧化钠质量分数的提高,异形截面聚酯纱线强力及伸长下降,当氢氧化钠质量分数高于6%后,纱线的强力和伸长损失显著。

摘要：为了探究氢氧化钠处理对木材粘弹性的影响,对硬白梧桐和樟子松2种木材进行不同浓度与不同处理时间单因素分析,利用XRD和万能力学试验机分别研究2种木材的结晶度和松弛性能。结果表明,碱处理会增加试样的结晶度,硬白梧桐并未出现结晶度最大值,樟子松在20g/L时达到峰值75.2%。随着处理时间的延长,樟子松的结晶度会在30min内迅速增大8%,而后缓慢增加。松弛测试发现,低浓度碱处理均会使木材更容易发生松弛,这主要是由半纤维素的溶出导致的。

摘要：基于分子复合设计原理,制备了一种新型的炭黑填充聚偏氟乙烯(PVDF)气敏导电复合材料(PVDF/CB),并用KOH/乙醇溶液对PVDF/CB导电复合薄膜进行修饰改性,阐明了复合薄膜的微观结构与气敏响应行为之间的关系。实验结果表明,经过KOH/乙醇溶液处理,降低了导电膜的响应选择性和响应强度,采用傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)实验证明,随着KOH/乙醇溶液用量提高,PVDF的分子结构得以改变。采用差示扫描量热分析法(DSC)实验证明,非晶区聚集态的变化对聚合物膨胀效应和导电膜响应性能产生了影响。

摘要：以NaOH溶液为改性剂对竹纤维进行碱处理,再与聚乳酸(PLA)熔融共混制备竹纤维/PLA可降解复合材料。探讨了NaOH溶液浓度、碱处理时间和碱处理温度对复合材料拉伸强度、抗弯强度和耐水性能的影响规律,并采用扫描电子显微镜(SEM)对碱处理竹纤维的表面形貌进行了观测。结果表明,碱处理使竹纤维表面粗糙度增大,单纤维的强度提高,有效提高了与PLA基体的机械黏接力。但碱浓度过大、处理时间过长或处理温度过高时,纤维素分子链排列致密程度降低,整体纤维的力学性能下降。NaOH溶液浓度为3%,处理时间为4h,处理温度为60℃时,所制得竹纤维/PLA复合材料拉伸性能、弯曲性能和耐水性能均最佳。

摘要：采用碱液加固红黏土,提高其力学强度,探讨在不同温度、不同干密度和不同加固方式下的碱液加固效果。并结合应力-应变控制式三轴仪对碱处理的红黏土进行了不同应力路径下的力学特性研究。结果表明:碱处理下,红黏土的力学强度随养护温度增加而明显上升,最优温度下无侧限抗压强度增强90.2%,最优干密度下的红黏土试样经过碱液处理后力学强度最大为162.1 kPa,碱液通过拌合的方式掺入加固效果最佳。不同应力路径下的红黏土三轴剪切试验表明,经过碱处理之后的红黏土在CTC(增P)、TC(等P)、RTC(减P)3种工况下,其抗剪强度均有所增加,有效应力路径的c值在CTC和RTC下增幅分别为77.84%和20.36%,φ值变化较小,但在TC路径下,c值基本未变,φ值增幅20.51%。研究成果对红黏土地基加固或基坑的支护设计具有实际意义。