制备与再生

制备与再生（精选八篇）

制备与再生 篇1

关键词：木质层孔菌,原生质体,制备,再生

如何开辟新的饲料来源,提高饲料利用率已是一个世界性的研究课题[1]。秸杆作为一种特殊形态的可再生资源,因其含有难以降解的木质素,长期以来一直没有得到合理的开发利用。目前国内关于秸杆的降解多集中在纤维素的降解方面,对于木质素的研究比较少,木质素的生物降解是真菌、细菌和相关微生物群落共同作用的结果,其中真菌起着主导作用,特别是白腐真菌。目前,对白腐真菌的研究主要集中在作用机理和酶学性质上,对菌种选育方面的报道较少,尤其是利用原生质体生物技术选育菌种的报道更少。本研究是选用经初步筛选对木质纤维素具有较强降解力的木质层孔菌5.132,拟采用诱变或原生质体融合进行菌种选育,以期获得木质纤维素酶高产菌株,但是不论采用何种方法木质层孔菌原生质体的高形成率及高再生率的都是进一步研究的前提。本文就木质层孔菌5.132原生质体形成和再生的最佳条件进行研究,为进一步利用木质层孔菌5.132奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验材料

木质层孔菌5.132(Fomes lignosns(Brek) Ccoke):购自中国科学院微生物研究所菌种保藏中心,本实验室保存。

1.1.2 试剂

氯化钠、氯化钾、硫酸镁、磷酸二氢钠和磷酸氢二钠均为国产分析纯,均购自天津市科密欧科技有限公司;蔗糖为国产分析纯,购自天津市广成化学试剂有限公司;甘露醇为国产分析纯,购自上海试剂三厂。

蜗牛酶(Snailase)生物试剂,购自北京百泰生化技术公司;纤维素酶(Cellulase)生物试剂,购自郑州创生生物技术有限公司进口分装产品。

1.1.3 仪器

SW-CJ-2FD型双人单面净化工作台,苏州净化设备有限公司; 802型离心机,江苏省金坛市大地自动化仪器厂;DZKW型电子恒温水浴锅,北京市中兴伟业仪器有限公司; HH·B11·500型电热恒温培养箱,上海跃进医疗器械厂;XK96-B型快速混匀器,姜堰市新康医疗器械有限公司。

1.1.4 培养基

1.1.4.1 斜面保藏培养基:

固体综合PDA培养基。

1.1.4.2 液态菌丝生长培养基:

液体综合PDA培养基。

1.1.4.3 原生质体再生培养基:

分别采用0.8mol/L氯化钠、0.6mol/L氯化钾、0.6mol/L硫酸镁、0.6mol/L甘露醇和0.6mol/L蔗糖等渗透压稳定液作为溶剂配制综合PDA培养基。

1.2 方法

1.2.1 孢子悬液的制备

取28℃培养6d的试管斜面菌种,加入一定量无菌水,轻轻把孢子刮下,倒入无菌的有玻璃珠的三角瓶中,振荡分散孢子,用4层无菌高级擦镜纸过滤,取滤液经倍比稀释,显微镜下计数使孢子终浓度为106-7个/mL。

1.2.2 菌丝培养[2,3,4]

取上述新鲜孢子悬液1mL接种于盛有50mL综合PDA液体培养基的三角瓶中,于28℃恒温培养。到规定时间后终止培养,取样、离心(3 500r/min,10min),收集菌体。

1.2.3 原生质体的制备[5]与纯化

将已培养好的菌丝置于离心管中,离心(3 500r/min,10min)将菌丝与培养基分离,弃上清,用0.8mol/L的NaCl溶液洗涤2次,于收集的菌丝体中加入0.01mol/L的β-巯基乙醇预处理30min,3 500r/min离心10min,弃上清,0.8mol/L的NaCl溶液洗涤3次,加入酶液,32℃轻微振荡酶解3h。酶解结束后,用4层无菌高级擦镜纸过滤,滤去未被酶解的菌丝残片,滤液离心(3 500r/min,10min),弃上清液,0.8mol/L的NaCl溶液洗涤2次,收集原生质体重悬于0.8mol/L的NaCl溶液中保存,用血球计数板计数。

1.2.4 原生质体再生[6]

将上述所得原生质体悬浮液用0.8mol/L NaCl溶液梯度稀释到适当浓度后取0.1mL分别接种于综合PDA平板和高渗综合PDA平板,用以下公式计算再生率:

再生率(%)=(高渗综合PDA上的菌落数-综合PDA上的菌落数)/显微镜计数原生质体数×100%

1.2.5 菌龄对原生质体制备和再生的影响[7,8]

分别在菌丝培养24h、36h、48h、60h、72h时取样,过滤收集菌体,加入2.0%纤维素酶+2.0%蜗牛酶混合酶液,30℃下酶解3h,0.8mol/L的NaCl溶液作为渗透压稳定剂,涂平板计数,结合血球计数板观察计数,计算原生质体形成数量和再生率,选择菌株5.132制备原生质体的最适菌龄。

1.2.6 酶解时间对原生质体制备和再生的影响[9,10]

取培养60h的菌丝过滤收集菌体,其他条件同菌龄对原生质体制备和再生的影响,酶解时间设置为2h、3h、4h、5h,进行原生质体形成数量和再生率的测定,选择最适酶解时间。

1.2.7 酶浓度对原生质体制备和再生的影响[11,12]

酶解时间3h,其他条件同酶解时间对原生质体制备和再生的影响,通过原生质体形成数量和再生率两个指标,考察纤维素酶、蜗牛酶不同浓度对其形成和再生的影响,酶浓度分别采取0.5%纤维素酶+0.5%蜗牛酶(第Ⅰ组)、1.0%纤维素酶+1.0%蜗牛酶(第Ⅱ组)、1.5%纤维素酶+1.5%蜗牛酶(第Ⅲ组)、2.0%纤维素酶+2.0%蜗牛酶(第Ⅳ组)、2.5%纤维素酶+2.5%蜗牛酶(第Ⅴ组)。

1.2.8 酶解温度对原生质体制备和再生的影响[13,14]

选用2.0%纤维素酶+2.0%蜗牛酶的混合酶液,其他条件同酶浓度对原生质体制备和再生的影响,分别在28℃、30℃、32℃、35℃下酶解,进行原生质体形成数量和再生率的测定,选择最适的酶解温度。

1.2.9 渗透压稳定剂对原生质体制备和再生的影响[15,16]

选用培养60h的菌丝体和2.0%纤维素酶+2.0%蜗牛酶的混合酶液,在32℃下酶解3h,渗透压稳定剂分别采用0.8mol/L的氯化钠、0.6mol/L的氯化钾、0.6mol/L的硫酸镁、0.6mol/L的甘露醇、0.6mol/L的蔗糖,进行原生质体形成数量和再生率的测定,选择其形成及再生的最适渗透压稳定剂。

1.2.10 pH值对原生质体制备和再生的影响[17,18]

在上述优化的实验条件下,分别采用pH 3.0、4.0、5.0、6.0、7.0的0.8mol/L的氯化钠磷酸缓冲溶液配制混合酶液酶解菌丝体,通过原生质体形成数量和再生率的测定,考察pH值对其形成及再生的影响。

1.2.11 优化条件验证实验

综合上述优化实验条件,选择菌龄60h,pH 5.0的2.0%纤维素酶+2.0%蜗牛酶混合酶液在32℃酶解菌丝体3h,0.8mol/L的NaCl溶液作为渗透压稳定剂,观察对菌株5.132原生质体的制备与再生的影响。

2 结果与分析

2.1 菌龄对原生质体制备和再生的影响

真菌原生质体获得的决定性因素是菌丝体的生理状况,而菌丝体的生理状况主要受菌龄影响[12]。菌龄不同,其细胞壁组分也发生一定变化,因此对于不同菌龄的菌丝分别酶解3h制备原生质体。随菌龄增加,获得的原生质体数量逐渐增加,到菌丝体培养60h时原生质体数量达到高峰,但随着培养时间继续延长,原生质体数量则显著下降。原生质体再生率在菌丝体培养48h时最高,在48h～72h呈下降趋势,综合考虑,确定原生质体制备的最适菌龄为60h(见图1)。

2.2 酶解时间对原生质体制备和再生的影响

由于细胞壁降解酶是将真菌细胞壁降解,从而使原生质体释放,酶解时间的长短对原生质体的活性影响很大。酶解时间短,可使原生质体保持较高的活性,酶解3h时再生率达6.15%,但是不能保证原生质体充分释放,此时,原生体产量只有2.75×105个/mL。酶解时间长,能够使原生质体充分释放,白腐真菌酶解4h可获得最大原生质体产量,但对原生质体质膜会造成一定的伤害,与酶解3h相比,原生质体再生率急聚下降。综合考虑原生质体形成数量和再生率,确定原生质体制备的最佳酶解时间为3h(见图2)。

2.3 酶浓度对原生质体制备和再生的影响

蜗牛酶是制备真菌原生质体最有效的水解酶,为大部分学者所采用,蜗牛酶有一定破壁效果,在蜗牛酶中复合加入纤维素酶能得到更理想的效果。不同菌体原生质体制备的最适酶浓度是不同的,本研究采用不同比例的两种混合酶液酶解制备原生质体,实验结果表明,酶浓度增大,原生质体形成数量增大。因为酶浓度增大,增加了酶分子与供试菌株细胞壁接触的机会,使酶解完全,有利于原生质体的形成。酶浓度为2.0%复合酶时原生质体数量与再生率均最高,但当酶浓度过大超过2.0%时,可能会导致原生质体的质膜受损伤,原生质球破裂,所以原生质体数量和再生率均下降。因此酶浓度为2.0%纤维素酶+2.0%蜗牛酶时最佳(见图3)。

2.4 酶解温度对原生质体制备和再生的影响

由图4可知,当酶解温度超过32℃,原生质体形成数量和再生率下降,可能因在32～35℃时酶的活性较强,细胞壁降解效果较好,但易造成原生质体质膜的损伤,导致生成的原生质体不稳定,容易破裂;而温度过低则会影响酶的活力,达不到最适温度,不能充分发挥酶的效率。因此,酶解的最适温度选择32℃。

2.5 pH值对原生质体制备和再生的影响

pH值影响酶的活性,从而影响其对细胞壁降解,在不同pH条件下原生质体制备和再生结果见图5。结果可见 pH值为5.0时,对菌株5.132原生质体制备和再生较适,原生质体数量达到3.52×105个/mL,再生率为6.61%,二者均达到最高水平。

2.6 渗透压稳定剂对原生质体制备和再生的影响

原生质体由于脱去了细胞壁,对外界环境变得非常敏感,特别是对渗透压。如果把它悬浮在蒸馏水中,则容易膨胀破裂,因而必须在一定浓度的高渗溶液中进行酶解、破壁,才能形成和保持稳定的原生质体。实验中选用5种常用的渗透压稳定剂,由图6可见,渗透压稳定剂的种类及其浓度的选择对菌丝体原生质体的形成非常重要,在酶解过程中以氯化钠为渗透压稳定剂的效果最好,在原生质体再生时也以氯化钠为渗透压稳定剂效果最好。因此,选择0.8mol/L的氯化钠作为原生质体的制备时的最佳渗透压稳定剂,原生质体数量达到3.12×105个/mL,其次是0.6mol/L硫酸镁,原生质体数为2.76×105个/mL。

3 讨论

3.1 渗透压稳定剂是原生质体制备和再生的重要参数。菌株不同,所需要的渗稳剂的种类、浓度不同,因此,需要进行条件选择。目前常用的渗稳剂有蔗糖、甘露醇、山梨醇等有机物和氯化钾、氯化钠、硫酸镁等无机物。本实验菌株选用0.8mol/L的氯化钠溶液作为渗透压稳定剂效果较好。

3.2 原生质体制备中是否能得到原生质体的高形成率及高再生率,破壁酶的种类及浓度是最关键的条件参数,本实验选用脱真菌细胞壁的有效酶制剂——蜗牛酶和纤维素酶来水解细胞壁,联合使用可提高原生质体数量,加快细胞水解进程,增强原生质体活性,酶浓度过高,细胞壁酶解快而且彻底,但是原生质体再生细胞壁比较困难,反之,过低酶浓度,细胞壁脱壁慢而且不完全,原生质体形成数量不高。并且本研究所选用的酶系统和酶的使用剂量,原生质体的形成率与再生率与刘玲[13]、李维[15]等人的研究相比并不理想,有待于进一步研究。

3.3 适当预处理可在一定程度上破坏真菌细胞壁外层大分子高级结构,改善通透能力,促进细胞壁水解酶向内壁层扩散,缩短酶作用时间,提高原生质体制备效率,本实验选用0.3%的β-巯基乙醇进行预处理,但原生质体的再生率提高并不明显,需进一步研究。

公路再生技术与设备 篇2

公路再生技术与设备

沥青路面就地冷再生技术与水泥路面破碎再生技术是公路修筑中的新工艺,其特点是:经济、环保、节约资源.文章介绍了就地冷再生施工技术与水泥破碎再生技术及其核心设备冷再生机与破碎机.

作 者：谭玉荣 李宝魁 张秋香 刘峻 TAN Yurong LI Baokui ZHANG Qiuxiang LIU Jun 作者单位：山东公路机械厂刊 名：建设机械技术与管理英文刊名：CONSTRUCTION MACHINERY TECHNOLOGY & MANAGEMENT年，卷(期)：23(1)分类号：U4关键词：就地冷再生技术 设备

道路废旧沥青再生剂的制备 篇3

废旧沥青的再生就是把富含芳香分软组分按一定比例调和到旧沥青中, 使之建立新的沥青组分, 并使其匹配得更合理。即将沥青质借助于胶质更好地分散在芳香分、饱和分中, 形成稳定的胶体结构, 从而改变沥青的流变性能, 使沥青性能达到三大质量指标 (延度, 针入度, 软化) 的要求。

道路废旧沥青再生剂包括基础油分、增塑剂、加强剂。基础油分选用废旧机油, 增塑剂选用环氧树脂, 加强剂选用聚丙烯酸酯。再生组成的比例为1∶1∶1。

机油中富含芳香分, 可以作为界面剂增加沥青中饱和烃与沥青质的相容性, 形成稳定的溶液, 达到再生的目的。机油中的芳香分还可使再生沥青具有更强的粘附性。因此, 在沥青质上加机油聚合后, 可以克服其刚性强、互溶性差的缺点。此外, 废旧机油的闪点大于215℃, 而且经济实惠, 是再生剂的最优选择。

从使用性能上讲, 品质良好的再生剂既含有调节粘性的组分, 同时又含有改善柔韧性的组分。它在有效降低旧沥青粘度的同时, 还能提高沥青结合料的延伸能力。环氧树脂经常使用的增塑剂, 具有优良的综合性能, 增塑效率高, 挥发性小, 耐紫外光, 耐水抽出, 逸移性小, 而且耐寒性、柔软性和电气性能等都好, 是理想的增塑剂。

环氧树脂提高老化沥青延展性的机理是:增塑剂环氧树脂加入以后, 环氧树脂上的极性基团 (酯基) 与极性沥青质团有相互吸引的作用, 减少了沥青质网状结构内大分子间的相互作用。

再生剂在适当调节粘度和延度的基础上, 还应具有一定调节强度的作用。聚丙烯酸甲酯在室温下无粘性、强韧、略有弹性、硬度等。聚丙烯酸乙酯耐伸长率较大。因而加强剂的加入, 相当于将网状结构上的大分子极性基团遮盖起来。增大了高分子链间的距离, 削弱了它们之间的范德华力, 从而达到恢复老化沥青延展性能的目的。

该沥青的制备方法是:首先, 常温下取一定量的废机油, 按比例加入环氧树脂后搅拌, 加温至140℃~160℃, 继续搅拌, 然后按比例加入聚丙烯酸酯, 加温至140℃~160℃, 充分搅拌均匀, 即得到再生剂。

再生剂的使用方法是:取一定量的道路老化沥青与道路废旧沥青再生剂混合, 再生剂百分比为10%~25%, 在140℃~160℃条件搅拌混合均匀, 即得到了道路再生沥青。

该道路废旧沥青再生剂具有以下优势:

再生剂添加了损失的芳香分, 调节了沥青粘度, 改善了沥青的流变性能, 增加了沥青的延度, 解决了老化沥青道路的路用性能下降的问题。再生剂的利用, 直接节省大量的砂石料和沥青资源, 同时, 有效节约开采砂石料和废弃旧料占用的大量土地资源。其次, 选用的主要原料废机油的价格低廉, 因此, 道路废旧沥青再生剂具有一定的商业价值。

联系人:祁欣

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再生微粉掺合料的制备及性能研究 篇4

关键词：废弃混凝土,再生微粉,物理性能,活性

随着我国城市化进程不断加速，建筑业步入高速发展阶段。新城区建设、旧城区改造使得混凝土的需求量越来越大同时产生的废弃混凝土也越来越多。目前处理废弃混凝土的方法:1)开发能够消解、消化混凝土的技术，较少固体垃圾量;2)可将废弃混凝土作为原料通过破碎、粉磨、煅烧来生产水泥;3)可将废弃混凝土破碎并磨细成为微细粉掺合料，用以代替水泥作为胶凝材料来配制成混凝土[1]。利用废弃混凝土研制新型微粉掺合料成为建筑材料学者研究的一个新方向。

1 再生微粉的制备

再生微粉的制备过程是一个掺合料活性机械强化的过程，需要将废弃混凝土进行分离、除杂、破碎以及粉磨等工艺处理。由于破碎机对破碎废弃混凝土块粒径范围有一定要求，试验开始前需将体积较大的混凝土块分离至5 mm～40 mm尺寸。同时由于废弃混凝土中夹杂有铁屑、纸屑、木片、塑料颗粒、树枝等杂质，因此破碎前必须先进行人工除杂。废弃混凝土块经鄂式破碎机破碎后成5 mm～10 mm混凝土颗粒，试验破碎工艺所用鄂式破碎机。混凝土破碎的越均匀、越细，越有利于降低粉磨系统能耗，提高整个系统制备效率。经破碎后的混凝土颗粒再经球磨机进行粉磨，粉磨工艺所用球磨机。球磨机主要部分是一回转圆筒，筒内装入不同形状、不同尺寸、不同材质(钢球、钢锻、瓷球、钢玉球等)的研磨介质(也称研磨体)。当转速适中的情况下，研磨体和物料被提升到一定高度后以近似抛物线轨迹抛落，称为“抛落状态”，研磨体对物料既有研磨作用，又有冲击作用[2]。混凝土颗粒在这种相互冲击和研磨作用下得到整形和强化，所产生的混凝土微细粉末即再生微粉。再生微粉主要成分是由硬化水泥石、砂、石骨料粉末组成。本试验所用废弃混凝土来自基础设施改造所产生的废弃混凝土。试验每次向球磨机投料5 kg，分别按三个不同研磨时间粉磨45 min,90 min,120 min分别得到再生微粉WF45,WF90,WF120三个品种。在三种微粉中随机选取试样烘干，在干燥皿中冷却以备试验。

2 再生微粉的物理性能

再生微粉三个样品WF45,WF90,WF120的真密度、比表面积和细度见表1。

由表1中结果可以看出，随着研磨时间的增长，再生微粉细度越大。当研磨时间为90 min时，其80μm方孔筛过筛超过80%。研磨时间从45 min增长到90 min对微粉细度的提高效果要高于研磨时间从90 min增长到120 min。当研磨时间为120 min时，其研磨效果接近GB 175-2007通用硅酸盐水泥对水泥细度的要求。再生微粉比表面积随着研磨时间的增长而增大。WF45,WF90,WF120均超过300 m2/kg，达到GB 175-2007通用硅酸盐水泥对水泥的要求。再生微粉真密度增长规律类似于细度和比表面积，随着研磨时间的增长而增大。

再生微粉的粒度分布由激光粒度分析仪器测定，三种微粉的体积粒径分布见表2和图1。

由表2中数据可以看出，三种再生微粉颗粒的分布由于研磨程度的差异而不同。相对于WF90和WF120,WF45颗粒分布较乱，且主要分布在30μm～60μm和80μm～120μm两个区间里。WF90分布较均匀，在0μm～5μm,10μm～20μm,20μm～40μm,60μm～70μm,100μm～120μm体积分布差别不大，都在10%～15%左右，说明颗粒级配较均匀。WF120颗粒多集中在粒径较小的区域。三种微粉的平均粒径由小到大依次为WF120,WF90,WF45。由图1三种微粉的体积粒径分布图可以看出，三种微粉由于研磨程度不同，粒径分布也不同。WF45颗粒分布相对零乱，WF90曲线平稳且分布较均匀合理，级配较好，而WF120则多集中在细颗粒区。每条曲线都有自己的峰值[3]。

3 再生微粉活性研究

本试验再生微粉主要成分为未水化的水泥颗粒、已水化的水泥石、砂、石骨料细粉。本试验参照GB/T 1596-2005用于水泥和混凝土中的粉煤灰附录D“活性指数试验方法”进行微粉的活性研究。试验参照该方法成型、养护胶砂试件并规定龄期检测胶砂强度。微粉活性按抗压强度比来评价。再生微粉胶砂强度试验结果见表3。

从试验结果来看，胶砂强度发展存在一定规律:

1)胶砂抗折强度与抗压强度类似，强度随龄期增长而增长;2)掺入微粉的胶砂强度随微粉研磨时间的增长而增长，WF45<WF90<WF120，且强度均低于不掺微粉的纯水泥组的胶砂强度。7 d龄期时，矿粉组、微粉1组、微粉2组胶砂强度分别是基准组的70.4%,71.2%,82%。28 d龄期，矿粉组、微粉1组、微粉2组混凝土强度分别是基准组的64.3%,66.8%和70.0%。各个龄期抗压强度比均大于62%，说明再生微粉达到常规混凝土掺合料的活性要求。

4 结语

废弃混凝土经过人工除杂、破碎，并经过45 min,90 min,120 min三个磨时粉磨后制的三种不同再生微粉WF45,WF90,WF120。通过细度、比表面积、真密度和粒度分布及活性测试试验，结果表明，三种微粉满足掺合料物理性质和活性基本要求，但研磨时间对微粉性能的改善有一定的限定性。研磨时间越长，颗粒的细度、比表面积和真密度越大，研磨时间从90 min提高到120 min对微粉物理性质提高的程度不明显。研磨时间90 min左右这一范围的指标值较好。

参考文献

[1]张金兰.地震灾区废弃混凝土用于建筑和道路重建的探讨[J].施工技术,2008(37):55-57.

[2]陶珍东,郑少华.粉体工程与设备[M].北京:化学工业出版社,2003:109.

再生微粉制备泡沫混凝土的试验研究 篇5

1 再生微粉泡沫混凝土中胶凝材料体系的确定

泡沫混凝土对干表观密度有严格的要求,因此在选择胶凝材料时粉煤灰成为必不可少的细集料[3]。再生微粉的主要成分包括大量的水泥浆粉末,部分水泥石颗粒和少量的石灰石细颗粒,具有一定的潜在活性,其活性程度主要取决于废弃混凝土所含未水化的胶凝材料量。

1.1 主要原材料

再生微粉:将内蒙古科技大学土木工程试验室的废弃混凝土用颚式破碎机粉碎到5~15 mm的颗粒,然后用球磨机球磨50 min后制得。粉煤灰:选用包钢电厂Ⅱ级粉煤灰。水泥:包头产蒙西牌P·O42.5 水泥。发泡剂:市售植物源复合蛋白发泡剂,无色至微黄色黏稠液体,推荐稀释比例为1∶60。减水剂:聚羧酸高效减水剂,掺量控制在胶凝材料用量的0.6%~1.5%。稳泡剂:羟丙基甲基纤维素HPMC(掺量以占胶凝材料0.08%为最佳)。生石灰:市售,内蒙古包头产。建筑石膏粉:硬度1.5~2,相对密度2.3,内蒙古包头产。无机盐:碳酸锂[4]、亚硝酸钠,工业级,粉末状。憎水剂:硬脂酸钙,白色粉末;有机硅,无色透明液体。

1.2胶凝材料性能对比分析

(1)物理性能

水泥、再生微粉、粉煤灰的物理性能见表1。

由表1 可以看出,再生微粉和粉煤灰二者在宏观上具有相似的物理特性。

(2)化学成分

对胶凝材料进行化学成分分析可以了解其活性物质的种类和含量,更有利于对比分析不同胶凝材料在进行水化反应时的作用机理,是评定其活性大小的重要技术指标[5]。水泥、粉煤灰、再生微粉中的二氧化硅、氧化铝、氧化铁含量高低直观地反映了其质量的优劣,3 种胶凝材料主要化学成分见表2。

%

由表2 可以看出,再生微粉和粉煤灰的氧化硅、氧化铝、氧化镁以及氧化铁的含量均相近,只有氧化钙的含量高于粉煤灰,虽然化学成分会根据原材料产地的不同而略有差异,但可以初步推断再生微粉与粉煤灰化学性质相似。

1.3 胶凝材料体系试验方案

根据GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》中对复合硅酸盐水泥的规定,复合硅酸盐水泥中混合材料总掺加量应>20%且≤50%,因此,分别固定水泥掺量为50%、60%、70%、80%4 个等级,相应地分别以水泥质量50%、40%、30%、20%的粉煤灰和再生微粉替代部分水泥。在满足再生微粉泡沫混凝土基本性能的基础上最大程度掺入再生微粉,通过调整再生微粉和粉煤灰的掺入比例研究分析不同胶凝材料体系组成对再生微粉泡沫混凝土综合性能的影响[6,7,8]。试验设计干表观密度600 kg/m3,水胶比为0.24,减水剂掺量为胶凝材料用量的1.2%,试验时根据流动度可以微调减水剂掺量。稳泡剂HPMC以占胶凝材料0.08%的比例掺入,泡沫性能指标参照GB/T11969—2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》中泡沫混凝土泡沫剂性能试验方法进行测试。

1.4 胶凝材料体系试验结果与分析

其它组分保持不变,不同胶凝材料配比下泡沫混凝土的抗压强度和干表观密度见图1。

由图1 可知,综合考虑抗压强度与干表观密度的关系,以最大程度利用废弃混凝土为原则,当m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(再生微粉)=80∶10∶10、70∶15∶15、60∶20∶20、50∶15∶35 时,泡沫混凝土在同水泥量级下具有适宜的干表观密度和较高的抗压强度。

破碎、磨细后获得的再生微粉孔隙率高,导致利用其制备的泡沫混凝土吸水率随之增大,吸水率大是再生微粉泡沫混凝土主要缺点之一,制约了再生微粉泡沫混凝土的推广和应用[9]。通过吸水率试验可以得到胶凝材料组成对吸水率的影响规律,有助于在保证再生微粉泡沫混凝土综合性能的基础上最大程度利用废弃混凝土。

不同胶凝材料配比下泡沫混凝土抗压强度与吸水率的关系见图2。

由图2 可知:在相同水泥掺量下,再生微粉泡沫混凝土的吸水率随着再生微粉掺量增多基本呈逐渐降低趋势,在水泥掺量逐渐减少、再生微粉掺量逐渐增加的情况下,吸水率反而又处于上升的状态。在保证抗压强度的基础上,重点考虑吸水率的因素,以最大程度利用再生微粉为原则,当m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(再生微粉)=80∶10∶10、70∶15∶15、60∶10∶30、50∶15∶35时,泡沫混凝土在相同水泥用量下具有较高的抗压强度和较小的吸水率。

2 再生微粉泡沫混凝土最佳配合比的确定

为了确定适用于再生微粉泡沫混凝土的最佳配合比,选择胶凝材料体系、憎水剂、无机盐作为影响因素,分别设定3因素3 水平正交试验并进行结果分析。

2.1 正交试验设计

本试验设计表干密度为600 kg/m3的再生微粉泡沫混凝土,试验时保持水胶比0.24 不变,试验过程中可根据浆体的流动度微量调整减水剂的用量[10];激发剂选用石膏,掺入比例为胶凝材料用量的25%。正交试验因素水平见表3,正交试验结果见表4。

2.2 正交试验结果分析

正交试验极差分析见表5。

从表5 可以看出:

(1)各因素对再生微粉泡沫混凝土干表观密度影响的主次顺序为:憎水剂>胶凝材料体系配比>无机盐,憎水剂是最主要影响因素,胶凝材料体系也起到一定的作用,效果仅次于憎水剂,无机盐是非重要影响因素。当憎水剂掺量为1.5%时,干密度最接近设计值。所以泡沫混凝土干表观密度的最优配比为:m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(再生微粉)=70∶15∶15,憎水剂掺量1.5%,无机盐掺量0.1%。

(2)由于泡沫混凝土块体表面有开口孔存在,直接导致其吸水率较大。再生微粉泡沫混凝土吸水率影响的大小顺序为:无机盐>憎水剂>胶凝材料体系配比,吸水率皆控制在20%左右,说明吸水率受外加剂耦合作用较大,控制吸水率要从多种外加剂共同考虑;但无机盐是3 种因素中较重要的一种,可能是因为碳酸锂掺入缩短了再生微粉泡沫混凝土的凝结时间,有效地保持了泡沫的稳定性以致其成型试块表面存在较少的开口孔而降低了吸水率。

(3)再生微粉泡沫混凝土28 d抗压强度影响的主次顺序为:胶凝材料体系配比>无机盐>憎水剂。无机盐和憎水剂掺量选用较为合理,试验强度受其影响变化不大,胶凝材料体系的组成是影响强度的关键因素,这是由于胶凝材料在再生微粉泡沫混凝土中作为主体骨架,是主要受力部分,当m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(再生微粉)=70∶15∶15 时,泡沫混凝土抗压强度最优。

JC/T 1062—2007《泡沫混凝土砌块》要求15 次冻融循环质量损失不大于5%,强度损失不大于20%。从表4 可以看出,当m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(再生微粉)=50∶15∶35 时,冻融指标均不符合规范要求;当m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(再生微粉)=60∶20∶20 和70∶15∶15 时冻融质量损失符合标准要求,但当m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(再生微粉)=60∶20∶20 组成时,冻融后强度损失过大。所以当m(水泥)∶m(粉煤灰)∶m(再生微粉)=70∶15∶15 时,泡沫混凝土的抗冻性最好。

从表4 还可以看出,泡沫混凝土的导热系数符合JC/T1062—2007 标准要求。

综合以上指标分析可以得到的最佳配合比见表6。

按此最佳配合比制备的再生微粉泡沫混凝土,密度为625.07 kg/m3,28 d立方体抗压强度为4.7 MPa,吸水率为22.93%,15 次冻融循环后质量损失3%、强度损失11%,导热系数为0.131 W/(m·K)。各项性能指标符合GB 50574—2010《墙体材料应用统一技术规范》中A3.5 级的要求。与传统的相同级别泡沫混凝土相比,可节约水泥75 kg/m3。

kg/m3

3 结语

(1)当m(水泥)∶m(再生微粉)∶m(粉煤灰)=70∶15∶15 时,可做到在保证抗压强度和吸水率的同时最大程度利用再生微粉。

(2)再生微粉泡沫混凝土各原材料的最佳配比(kg/m3)为:m(P·O42.5 水泥)∶m(再生微粉)∶m(粉煤灰)∶m(水)∶m(石膏)∶m(碳酸锂)∶m(聚羧酸高效减水剂)∶m(发泡剂)=350∶75∶75∶120∶18.75∶1.5∶6∶0.515。按此最佳配合比制备的再生微粉泡沫混凝土,密度为625.07 kg/m3,28 d立方体抗压强度为4.7MPa,吸水率为22.93%,15 次冻融循环后质量损失3%、强度损失11%,导热系数为0.131 W/(m·K)。各项性能指标符合GB 50574—2010 中A3.5 级的要求。与传统的相同级别泡沫混凝土相比,可节约水泥75 kg/m3。

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制备与再生 篇6

因此,本文以高产淀粉酶的地衣芽孢杆菌工业生产菌株B. licheniformis 303为研究对象,对其原生质体的制备及再生条件进行了优化,并利用PEG介导方法将游离质粒pHY-P43-secQ转入B. licheniformis 303中,获得了较为稳定的遗传转化效率,为今后的基因工程改良奠定了技术基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌株和质粒

地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis 303)为淀粉酶工业生产菌株,由江南大学中国高校工业微生物资源和信息中心(http://cicim-cu.jiangnan.edu.cn/)提供;用于遗传转化研究的质粒pHY-P43-secQ由本研究室前期构建。

1.1.2 试剂

溶菌酶(Lysozyme)购于Sigma公司;PEG6000购于上海生工生物工程技术服务有限公司。

2×SMM:0.05mol/L山梨醇,0.02mol/L顺丁烯二酸,0.02mol/L MgCl2,pH 6.5。

Penassy培养基:0.15%牛肉膏,0.15%酵母膏,0.5%胰蛋白胨,0.1%葡萄糖,0.35% NaCl,0.2944%磷酸氢二钠、0.1056%磷酸二氢钠。

SMMP:由等体积的4×Penassy培养基与2×SMM混合而成。

1.1.3 培养基

416#培养基:2%蛋白胨、1%酵母膏、1% NaCl、0.2 mol/L山梨醇。

再生培养基DM3、RD、NBSG-X:参见文献配制[7]。

1.2 方法

1.2.1 原生质体制备与再生

参考文献[8]的方法,并对B. licheniformis 303原生质体的制备和再生条件进行了优化。从新鲜平板上挑一单菌落,接种于25mL 416#培养基中,37℃、200r/min培养过夜后以3%接种量转接到新鲜的25mL 416#培养基中,振荡培养8h。离心收集菌体,用10mL SMMP重悬,加100mg/mL的溶菌酶至终浓度为100μg/mL,37℃、100r/min培养至85%的细胞变为原生质体。将原生质体离心去掉酶液,悬于SMMP中,经稀释后,涂布于DM3再生培养基上,培养2～3d后,计算原生质体的形成率及再生率。计算方法为:形成率=(A-B)/A×100%;再生率=(C-B)/(A-B)×100%,其中A、B分别为溶菌酶处理前后在完全培养基上的菌落数;C为溶菌酶处理后在高渗培养基上的菌落数。

1.2.2 原生质体的转化

根据文献[6]方法,优化B. licheniformis 303原生质体转化。取制备好的原生质体悬液,加入1～5 μg的质粒pHY-P43-secQ及等体积的2×SMM缓冲液,再加入1.5 mL 40% PEG6000,轻轻颠倒混匀后,加5mL SMMP混匀;4℃、3500r/min离心10min,弃上清,再加入500μL的SMMP,30℃、100r/min培养130min,涂布含有1μg/mL四环素的再生培养基,培养4～5d后,计算其转化率(转化子数/μg DNA)。

2 结果与分析

2.1 原生质体的形成

2.1.1 菌体培养时间对原生质体形成的影响

分别取对数前、中、后、稳定期的菌体制备原生质体,其中渗透压稳定剂采用1mol/L琥珀酸钠,溶菌酶终浓度为100μg/mL。结果如图1所示,对数后期即转接培养8h的菌体酶解40min获得原生质体数最高,达到8×109个/mL;对数早期的菌体酶解40min原生质体数仅2×109个/mL;而到稳定期时,细胞生长达到动态平衡,细胞原生质体化时间较长,原生质体的得率也有所下降。由此表明,不同生长时期的菌体对溶菌酶的敏感程度有很大的差异,处于对数生长后期细胞的细胞壁更易被酶降解而释放出原生质体,但不是菌体的菌龄越小,原生质体得率越高,原因可能是在菌的不同生长阶段,菌体细胞壁的结构组成有所不同导致[9]。

2.1.2 不同溶菌酶浓度对原生质体形成的影响

收集培养至对数后期8h的菌体制备原生质体,分别以50mg/mL、100mg/mL、150mg/mL、200mg/mL、250mg/mL五个溶菌酶梯度在37℃、100r/min下酶解40min原生质体生成量如表1所示,当溶菌酶的浓度为50mg/mL时,原生质体生成量仅为4.0×108个/mL;当溶菌酶的浓度为100mg/mL时,原生质体的生成量较高,达到8.0×109个/mL;但浓度也不宜过高,否则细胞脱壁太彻底,导致原生质体活力下降。

2.1.3 溶菌酶作用不同时间对原生质体形成的影响

选用培养至对数后期的菌体制备原生质体,酶解1h,定时取样,稀释涂布,结果表明(见图2),随着酶解时间的延长,原生质体形成率逐渐增加,当酶解约40min时,原生质体形成率达到最高;继续延长酶解时间,原生质体形成率未继续增加,主要原因可能是酶继续作用于膜系统使膜破裂所致[10]。

2.2 原生质体的再生

2.2.1 溶菌酶作用时间对原生质体再生的影响

溶菌酶对质膜系统会有一定程度的破坏,因此酶解时间的长短会严重影响原生质体的再生。将菌体分别酶解20、25、30、35、40min后稀释涂布再生培养基,结果见图3。结果表明,酶解30 min左右时原生质体的再生率达到最高17%,处理时间过短或过长,原生质体的再生率均有大幅度下降。

2.2.2 不同的再生培养基对再生率的影响

再生培养基的组成对原生质体的再生影响显著,特别是培养基中碳源会影响微生物原生质体的再生率。在菌体生长培养基中添加适量的某些营养因子可有效提高再生率,常用的有酵母膏、蛋白质、氨基酸、水解酪蛋白、琥珀酸钠等。这些物质可作为细胞壁合成的前体物质,也可通过生理代谢或转化成细胞壁的前体物质或促进代谢、加速细胞壁合成[11]。选用培养至对数后期的菌体制备原生质体,经稀释后涂布不同的再生培养基,37℃培养2～3d后计数,考察原生质体在各培养基上的再生情况(见图4)。实验结果表明,原生质体在DM3上的再生率最高,NBSG-X次之,而在RD上的再生率最差。

2.2.3 高渗透压培养基中稳定剂对原生质体再生的影响

渗透压稳定剂的种类和浓度是影响原生质体再生的一个重要因素,它可以维持再生培养基中的渗透压平衡[12],以琥珀酸钠、蔗糖、山梨醇、甘露醇为渗透压稳定剂,分别加入到DM3再生培养基中,终浓度除琥珀酸钠为1mol/L外,其余三种均为0.5mol/L。原生质体再生率如图5所示,在以1mol/L琥珀酸钠为渗透压稳定剂的再生培养基上,原生质体的再生率最高,其次是0.5mol/L甘露醇,而在0.5mol/L蔗糖和0.5mol/L山梨醇为渗透压稳定剂的再生培养基上,原生质体的再生率较差。

2.3 原生质体转化

用带有四环素抗性的质粒pHY-P43-secQ转化B.licheniformis 303,转化率为10～15 CFU/μg DNA。随机挑取几株转化子,提取质粒进行酶切验证,经EcoRⅠ酶切释放出6.0kb左右大小的目的条带,与预期大小一致,结果表明得到的转化子均为阳性转化子(见图6)。

3 讨论

在用PEG介导的原生质体转化方法时,保证原生质体的得率及再生率是转化的前提,不同地衣芽孢杆菌菌株原生质体制备和再生条件有所差异。用酶法破壁制备原生质体,酶浓度、酶解时间、渗透压稳定剂等因素是影响原生质体得率及再生率的重要因素。酶的浓度过高,易造成原生质体不稳定而变形;浓度太低,破壁困难,则原生质体产量不足。酶解时间短,原生质体释放量低;酶解时间过长,原生质体数量下降。渗透压稳定剂作为溶菌酶的作用环境和原生质体的存在环境,对原生质体的释放与再生也有重要的影响。

本文对B. licheniformis 303原生质体的研究主要集中在制备和再生方面,但原生质体最终目的是用于DNA转化。B. licheniformis 303原生质体的转化过程复杂,影响转化的未知因素多。在保证原生质体感受状态的条件下,DNA与原生质体是否充分接触对原生质体转化效率有至关重要的影响。除此以外,原生质体的转化效率还与选择标记、质粒构型等有关。本实验得到的转化率要低于电转化处理地衣芽孢杆菌所得到的转化率,转化率的提高有待进一步研究,但得到阳性转化子的几率要远高于电击转化方法,很好地满足了进一步实验的需要。

M,λDNA PstⅠmarker;lane 1,plasmid in E.coli digested with EcoRⅠ;lane 2~7,plasmid in the transformant digested with EcoRⅠ.

摘要：目的:提高地衣芽孢杆菌原生质体的产量和形成率,为进一步提高原生质体转化率打下基础。方法:通过酶解法对地衣芽孢杆菌工业生产菌株Bacillus licheniformis303原生质体的制备及再生条件进行了研究。考察了菌体生长状态、溶菌酶浓度、处理时间、渗透压稳定剂和再生培养基等因素对地衣芽孢杆菌原生质体的制备及再生的影响。结果:对数生长后期的菌体,以SMMP作渗透压稳定剂,溶菌酶浓度为100mg/mL,37℃下酶解30min,原生质体生成量可达8×109个/mL;再生培养基选用含1mol/L琥珀酸钠的DM3时,再生率最高可达17%。在此条件下,采用PEG法将游离型质粒pHY-P43-secQ转化宿主菌B.lichenifor-mis303,转化率可达1015 CFU/μg DNA。

关键词：地衣芽孢杆菌,原生质体,制备,再生,转化

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制备与再生 篇7

我国现在正在开展社会主义新农村建设, 在村镇住宅方面提倡节能、经济和环保, 这就需要改善用于村镇住宅的建筑材料, 其中村镇建筑垃圾再生利用制备混凝土墙体材料是一条重要的途径。建筑垃圾大多为固体废弃物, 一般是在建设过程中或旧建筑物的维修、拆除过程中产生的。不同时代、不同地区的建筑物, 在材料组成上存在着巨大的差异。目前在广大农村和乡镇, 砖木结构、砖混结构建筑大量存在, 这些建筑结束寿命以后又产生大量的建筑垃圾, 成分较城市甚至更为复杂。这些建筑垃圾绝大部分未经处理, 直接运往郊外或乡村采用露天堆放或填埋的方式进行处理, 耗用大量的土地征用费、垃圾清运等建设经费。同时, 清运和堆放过程中的遗撒和粉尘、灰砂飞扬等问题又造成了严重的环境污染, 严重破坏了生态环境。如果能有效地将村镇建筑垃圾回收利用, 破碎加工处理成粗骨料用来制备再生混凝土等制品用于建筑工程中, 不但能够解决村镇建筑垃圾的处置问题, 变废为宝, 而且可以保护生态环境, 节省天然砂石资源, 对减少能源和资源浪费都起到积极的作用。

1 村镇建筑垃圾再生利用的效益

目前, 从经济性的角度来看, 利用再生粗骨料制备再生混凝土要比利用天然骨料昂贵。这主要反映在建筑垃圾的破碎、筛分、强化处理、运输等各个环节上。然而建筑垃圾的再生利用确实是一条良性循环的符合科学发展观的经济模式, 有望成为建筑业可持续发展的动力之一。

村镇建筑垃圾再生利用制备混凝土的技术经济分析除要考虑其本身的生产成本外, 还应综合考虑垃圾处理的有关费用、规划、政策和再生粗骨料产生的环保效益以及本地区天然骨料储量、生产、价格、年需求量。因此应当从再生粗骨料的工程造价和所产生的社会效益、环保效益上综合考察其经济指标算大帐。

虽然建筑垃圾再生粗骨料应用于工程施工中是完全可行的, 而且其社会效益与环保效益比较可观, 但是不同的国家、不同的城市应用再生粗骨料的经济条件是不同的, 主要取决于以下方面。

(1) 允许用作骨料开采的石材资源的紧缺程度, 这是推动建筑废料再生利用的最大动力。

如丹麦、荷兰、日本等一些石料紧缺, 依赖进口天然骨料的国家, 十分重视建筑废料的再生利用。同时, 再生混凝土的利用程度也与环境保护意识有关。毫无节制的开采山石用作天然骨料, 虽然会降低混凝土的生产成本, 但必然会使天然骨料资源枯竭, 不仅不利于环境保护, 而且不利于子孙后代的发展, 也不利于社会可持续发展。

(2) 处理建筑废料的设备装置及工艺技术水平是影响再生粗骨料生产成本的重要因素。

如果将建筑废料集中到某一工厂进行处理, 必然会增加建筑垃圾及再生粗骨料的运输、装卸成本。根据我国村镇的实情, 采用并加快开发就地回收处理建筑垃圾的装置, 将使再生粗骨料的应用在经济上更可行。

(3) 对建筑垃圾资源再生利用的政策法规及财政上的扶持程度是推广利用再生混凝土的重要保障。

政府需制定对建筑垃圾的利用与施工现场零排放无垃圾等有关法律, 强制施工单位增加强环保意识, 以促进对废砖、废混凝土及其它建筑垃圾的再利用。

2 村镇建筑垃圾再生利用的推广建议

由于我国对再生混凝土的认识才刚刚起步, 还没有对其进行系统的研究, 对它的性能还缺乏足够的认识, 所以到目前为止还没有这方面的技术规程可用来指导生产, 因此也很难产生规模效应, 其实际应用的经济效益也就难以体现, 这对再生混凝土的大面积推广应用十分不利。建议在进一步系统研究的基础上, 国家尽快出台有关再生混凝土方面的标准和规程, 使再生混凝土的生产和工程应用有章可循。政府还应制定促使循环再生粗骨料发展的税收政策和补贴政策, 从环境保护角度最好能给予一定的政策性补贴。例如对利用建筑垃圾生产再生混凝土的厂家, 可以在建设维护税金中给予折扣, 鼓励厂家积极处理回收和再生利用建筑垃圾。国家和地方还要加强立法, 利用经济杠杆的调节作用制定再生粗骨料推广应用的强制性措施, 以行政法规的力量促使建筑企业加强对建筑垃圾的处理和资源化再利用, 这样利用村镇建筑垃圾制备再生混凝土的应用才能充分体现它的经济效益和生态效益。

有试验表明, 利用村镇建筑垃圾加工制备的再生粗骨料不适合配制高强混凝土, 但适合作有保温隔热要求的墙体结构。而且再生混凝土导热系数小, 便于建筑节能。其应用符合我国政府2005年5月制订的《节能中长期专项规划》与“十一五”十大重点节能工程要求。因此, 开展村镇建筑垃圾再生粗骨料和再生混凝土的研究和应用是有其现实意义的。

3 结论

(1) 从纯经济指标的角度来讲, 目前村镇建筑垃圾再生利用制备混凝土的成本价格较普通混凝土要高, 但这些增加的费用可以被环保效益、社会效益等其它方面的效益所补偿。而当工艺成熟、产生规模效应时, 经济效益也会逐渐体现出来。

(2) 可以结合具体村镇建筑垃圾处理费用, 运距、占地损失、资源化处理后再生骨料的成本、具体应用到工程中的效益、质量控制成本等作综合的效益分析, 通过分析弄清村镇建筑垃圾资源化制备再生混凝土应用推广的难点, 形成有关建议, 提交政府有关管理部门, 取得支持。

摘要：传统对村镇建筑垃圾的处置办法为直接堆放或掩埋, 不仅耗用大量的土地, 同时造成了环境污染。如果能有效地将其回收利用, 破碎加工处理成再生粗骨料用来制备再生混凝土等制品用于建筑工程中, 不但能够解决废弃粘土砖的处置问题, 变废为宝, 而且可以保护生态环境, 节省天然砂石资源。对村镇建筑垃圾再生粗骨料所能产生的效益做出分析, 通过论述说明利用村镇建筑垃圾制备再生混凝土具备可行性。

关键词：村镇,建筑垃圾,再生粗骨料

参考文献

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制备与再生 篇8

1 实验部分

1.1 主要试剂

异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI):工业品,德国Huls公司生产;聚氧化丙烯二元醇(GE210):羟值112 mg KOH/g,工业品,上海高桥石化厂生产;DMPA:工业品,瑞士Perstop公司生产,使用前60°C真空脱水24 h;N-甲基吡咯烷酮(NMP)、三乙胺(TEA)、乙二胺(EDA):化学纯,其中NMP和TEA使用前用0.4 nm分子筛浸泡1周以上备用;氧化淀粉:自制。

1.2 氧化淀粉改性PUU水分散液的制备

在装有搅拌器、回流冷凝管、温度计和氮气导管的250mL四口烧瓶中,依次加入GE210、DMPA、NMP和IPDI,升温至80℃,在氮气保护下反应4h后降温至50℃,加入三乙胺反应30min后,在强烈搅拌下加入去离子水进行分散。结束后加入氧化交联淀粉和乙二胺进行扩链,在50℃下反应1h,即制得一系列固含量为30%的氧化淀粉交联改性的PUU水分散液。按各样品中氧化淀粉含量依次命名为A0,A1,A2,A3,A4,A5。

1.3 性能表征

1.3.1 改性PUU水分散液表面张力的测定

采用滴体积法[5]测定水分散液的表面张力γ,测定温度25℃,按下式计算:

式中,ρ为水分散液密度,V为液滴体积,R为毛细管半径,f为校正因子,按下式计算:

1.3.2 改性PUU膜的力学性能的测定

改性PUU膜的力学性能用Instron 4465型拉力机测定,拉伸速率50mm/min,样条按GB1040-79制备。

改性PUU膜的硬度用QBY型摆杆式漆膜硬度计,按GB/T1730—93测试。

2 结果与讨论

2.1 氧化淀粉对PUU水分散液外观及表面张力的影响

改性PUU水分散液的外观是表征其存储稳定性的一个重要指标。表1列出了不同PUU分散液的外观。从结果可以看出,随着氧化淀粉含量的增加,改性PUU分散液的外观由透明状乳白色变为黄色不透明。同时除样品A5放置六个月出现分层外,其它样品在常温下放置一年后外观均未发生变化。说明氧化淀粉用量合适时,PUU虽然分散液的粒径增大,但不影响其存放稳定性。

注:除样品A5放置六个月出现分层外,其它样品在常温下放置一年后外观均未发生变化。

PUU水分散液表面张力的大小是其在使用过程中一个很重要的物性参数,因为涉及它们对基材的浸润性能。为此,测定了不同含量氧化淀粉改性的PUU水分散液的表面张力,如表1所示。表中结果显示,随着氧化淀粉含量的增加,改性PUU水分散液的表面张力略有增加,这主要是由于氧化淀粉大分子中含有较多极性较强的氨基和羧基等基团所致。改性PUU水分散液的这种特性将提高它们在极性固体表面的浸润性,有利于此类材料在涂料与粘合剂等方面的应用。

2.2 氧化淀粉改性PUU成膜后的力学性能

不同氧化淀粉含量对水性PUU膜力学性能的影响结果如表2所示。由表中可见,随着氧化淀粉含量的增加,改性PUU膜的硬度和拉伸强度均有所增加,断裂伸长率随之降低。这主要是由于氧化淀粉的分子结构中含有大量的极性基团,可以与水性PUU大分子链中硬段间形成较强的库仑力和氢键作用,使其分子内聚力增强,导致PUU膜的拉伸强度增大。但同时由于氧化淀粉分子链的柔性较弱,因此降低了PUU膜的断裂伸长率。

3 结论

本文通过将价格低廉并可再生的改性淀粉用于水性PUU的交联改性中,制备了一系列具有不同氧化淀粉用量的改性水性PUU分散液,并研究了改性产物的相关物理机械性能。结果表明,改性后水性PUU分散液的稳定性不变,表面张力增加。随交联淀粉用量的增加,改性PUU水分散液成膜后的硬度和力学性能也逐渐增大。

摘要：以二苯基甲烷二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)为硬段,聚氧化丙烯二元醇(GE210)为软段,乙二胺(EDA)为扩链剂,制备了具有良好分散性的阴离子水性聚氨酯脲(PUU)分散液。并用可再生的氧化玉米淀粉对其进行了交联改性。测试结果表明,加入氧化交联淀粉后,水性PUU分散液的表面张力增加,成膜后的力学性能得到改善。同时随氧化淀粉用量的增大,水性PUU膜的拉伸强度也逐渐增大。

关键词：水性聚氨酯脲,氧化淀粉,交联

参考文献

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