木材的微波液化及硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制備.pdf

1、本文從有效的利用木材這一天然可再生資源和塑料廢棄物的角度出發(fā)；用廢舊（聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET）飲料瓶的醇解液做液化劑，微波輔助加熱，酸催化條件下對(duì)木材進(jìn)行液化實(shí)驗(yàn)；在雙金屬氰化物（MMC）作催化劑條件下，用環(huán)氧丙烷對(duì)液化產(chǎn)物進(jìn)行改性，制備出穩(wěn)定的木材基聚醚多元醇；再和松香聚酯多元醇、催化劑、發(fā)泡劑等復(fù)配成組合聚醚多元醇，用于制備硬質(zhì)聚氨酯泡沫。
　　1.在微波輔助加熱條件下，以二甘醇醇解的PET飲料瓶為液化劑，甘油做助劑，濃硫

2、酸催化液化木材，溫度在135℃以上，能在短時(shí)間內(nèi)使木材的液化率（WLR）達(dá)到99％以上。采用Design-Expert7.1對(duì)木粉微波液化試驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、結(jié)果分析和優(yōu)化。得到單個(gè)因素對(duì)木材液化率的影響順序是：溫度＞液固比＞時(shí)間；交互作用下，對(duì)木粉液化率的影響順序是：溫度×液固比＞時(shí)間×溫度＞時(shí)間×液固比。綜合各個(gè)因素得到，木粉液化率與各操作變量之間數(shù)學(xué)模型可表示為：WLR%=-514.5044+0.8852×A+6.6359×B+4.75

3、65×C+43.2323×D+0.0076×A+0.0025×AC-0.1000×AD-0.01583×BC-0.09083×BD-0.3000×CD-0.07628×A2-0.02195×B2-0.2199×C2-3.3858× D2。在給定的假設(shè)條件下，對(duì)木材液化進(jìn)行表觀動(dòng)力學(xué)分析得到，木材液化為木材殘?jiān)实亩?jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，Ea=1.78×105J/mol，在T=423 K時(shí)，反應(yīng)速率常數(shù)k=0.891 L2/(s·mol)，指前因

4、子A=0.891e50.28(s·mol)·L-2。
　　2.通過(guò)對(duì)液化產(chǎn)物進(jìn)行分離分析，得到液化產(chǎn)物中水萃取部分和乙酸乙酯萃取部分的含量；對(duì)比分析液化劑、不同時(shí)間的液化產(chǎn)物和同一時(shí)間不同萃取部分的液化產(chǎn)物的GPC和HPLC-MS/MS曲線，得到時(shí)間對(duì)液化產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量（Mr）的影響、各個(gè)萃取物的Mr分布情況、木材中木質(zhì)素和纖維素的分子碎片和裂解產(chǎn)物的Mr分布，其中木質(zhì)素部分裂解產(chǎn)物的Mr在200~400之間，纖維素裂解產(chǎn)物的

5、Mr在10000以上；有部分PET和木材成分的液化產(chǎn)物重新聚合生成的Mr也在10000以上，且不溶于水。分析得到液化產(chǎn)物的羥值、酸值、黏度都隨著時(shí)間的增加而增加；液化產(chǎn)物中水萃取部分隨著液化率的升高而降低，而乙酸乙酯萃取部分和乙酸乙酯不溶部分隨著液化率的升高而增加。
　　3.選用液化率在為99.16%的液化產(chǎn)物為起始劑，MMC為環(huán)氧丙烷開(kāi)環(huán)聚合的催化劑，通過(guò)改變環(huán)氧丙烷加入量制備出不同物性的木材基聚醚多元醇。分析得到隨著環(huán)氧丙烷的

6、加入量的增加得到木材基聚醚產(chǎn)物的羥值、酸值、粘度都有所下降，尤其是酸值和粘度下降較大；其相對(duì)分子質(zhì)量分布變窄，熱穩(wěn)定性略有下降。紅外圖譜顯示，羥基的吸收峰強(qiáng)度隨著環(huán)氧丙烷的加入量而依次減小。用所制備出木材基聚醚多元醇和松香聚酯多元醇復(fù)配，采用一步法和異氰酸酯反應(yīng)，合成了硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料；測(cè)定泡沫的力學(xué)性能，并對(duì)泡沫塑料樣品進(jìn)行了FT-IR、SEM和TGA研究分析。結(jié)果表明隨著木材基聚醚多元醇量由30%增加到70%，泡沫壓縮強(qiáng)度從0.0