基于再生植物纤维纸基材料的渗水控制研究
随着土地荒漠化治理进程的加快，对土地灌溉技术的要求也越来越高，灌溉技术的发展不仅节约了水资源，节省人力物力，而且可以有效的提高植株的存活率，确保植株的存活关键在于确保长期的植物所需水分的供应。长期以来最为节水的灌溉方式为管道滴灌，但在地域广袤而植被稀疏的荒漠地区并不适应，研制出一种生产成本较低，不需要进行回收，可生物降解的灌溉产品具有重要意义，文中所制备的纸基透水材料可以为这类产品的生产提供解决方案。纸基透水材料相较一般的快速透水纸而言具有缓渗性质，又区别于水不能透过的防水纸，相当于一种液体透过速率极慢的纸基材料。 首先，针对纸基透水材料的性能要求，探究了湿强剂对材料的增强作用，结果表明，采用添加相对于绝干浆料0.5%PAE的方式可有效保证材料在与水长时间接触时的物理强度，此时材料的湿抗张指数达到5.64N·m/g，具有较好的增强效果。 其次，研究了浆内添加助剂对材料性能的影响，结果发现，使用AKD（烷基烯酮二聚体）浆内施胶可以使纤维获得均匀的疏水性，疏水的纤维在材料的表面和内部，为纸基透水材料提供水阻隔性能，模拟测试结果说明亲疏水性的改变有效调节了水透过材料的时间和速率，在经AKD施胶的材料中，到达透水速率峰值时间可以控制在3-6D,透水速率峰值在4-18L/D/m2,CPAM（阳离子聚丙烯酰胺）的加入增强了材料的疏水性，调节了透水通道的结构使材料的透水性能更加稳定，水量相同的情况下具有更长的供水周期,达到30-80D。为了得到更广泛的供水周期，在纸浆原料中配抄了吸水性更强的TMP（热磨机械浆）浆料，取得了较好的效果，进一步验证了亲疏水性对材料透水性能的影响。 最后，探究了表面涂布对材料性能的影响。通过PLA（聚乳酸）与PCL（聚己内酯）、ATBC（乙酰柠檬酸三正丁酯）、PBA（己二酸丁二醇酯）三种不同性能的增塑剂进行溶液法共混改性得到相应的涂布液，经过喷涂的方式附着在纸板基材表面，高分子涂层赋予了材料不同的表面性质。在力学性能检测中发现，涂层的存在更大程度的增强了材料的机械性能。致密的表面涂层封闭了材料的部分透水通道，减小了有效透水面积，PLA/PCL涂布量为25g/m2的材料平均孔径降低至1.25μm，45min吸水量降低至101.3g/m2。对三种涂布得到的纸基透水材料进行透水模拟测试，经PLA/PCL涂布的纸基透水材料的供水周期在7-45天，经PLA/ATBC涂布的纸基透水材料的供水周期为3-15天，经PLA/PBA涂布的纸基透水材料的供水周期在2-10天。
纸基透水材料;再生植物纤维;聚乳酸;聚己内酯;共混改性;渗水控制
天津科技大学
硕士
轻工技术与工程
刘泽华;邓洪
2022
中文
TS761.2
2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）