楊木屑多元醇液化及聚氨酯泡沫材料的制備.pdf

1、生物質(zhì)是唯一可轉(zhuǎn)化成液態(tài)燃料以及其它化工原料或產(chǎn)品的可再生碳資源。液化技術(shù)是纖維類生物質(zhì)轉(zhuǎn)化利用的有效方法之一。目前常見的生物質(zhì)液化技術(shù)中，無論是高溫、高壓(包括超臨界方法)還是常壓溶劑液化方法，均存在液化溫度和壓力高或需要用化學(xué)腐蝕性試劑多，還有二次污染的問題。本文以楊木屑為研究對象，探索出一種轉(zhuǎn)化率高、比較經(jīng)濟的多元醇液化工藝，并顯著降低了液化反應(yīng)溫度和壓力、減少了催化劑用量。對楊木屑液化油的性質(zhì)和組分進行分析，利用此液化油部分取代

2、聚醚多元醇制備聚氨酯發(fā)泡材料，并對液化油進行了分餾，考察了輕重組分的性質(zhì)和成分。主要研究內(nèi)容包括：
　　1、本研究中使用的楊木屑中纖維素含量42.82％、半纖維素含量25.61%、木質(zhì)素含量16.45%，濕基含水量8.29%，灰分1.34%。楊木屑中含有大量的羥基、甲基、羰基和苯環(huán)結(jié)構(gòu)。
　　2、在水熱合成釜中，以乙二醇為液化劑時，最佳的反應(yīng)條件為，0.05 g的濃硫酸作為催化劑，5 g乙二醇為液化劑和15 g乙醇為液化助劑

3、，在200℃下反應(yīng)6 h，2 g木屑的液化率可達(dá)96%。所得液化油的運動粘度為37.84 mm2/s(20℃)，羥值為682.5 mg/g，酸值為1.5 mg/g。液化油中含有酯、醇、醚及酮類等物質(zhì)，存在多種聚酯、聚醚多元醇，分子量的范圍連續(xù)分布在35593到18之間。
　　3、在密閉高壓釜中，以乙二醇為液化劑，最佳的液化條件為，0.05 g的濃硫酸作為催化劑，5 g乙二醇為液化劑和10 g乙醇為液化助劑，在250℃下反應(yīng)1 h，

4、2 g木屑液化率可達(dá)98%。所得液化油的運動粘度為45.36 mm2/s(20℃)，羥值為715.3 mg/g，酸值為1.43 mg/g。液化產(chǎn)物中含有酯、醇、醚及酮類等多種物質(zhì)，存在多種聚酯、聚醚多元醇。液化油的分子量的范圍分布在21673到18之間，為連續(xù)性分布。
　　4、在密閉高壓釜中，以甘油為液化劑，最佳工藝參數(shù)為：在250℃下，反應(yīng)時間為1h，0.05 g濃硫酸，乙醇10 g，甘油5 g，液化2 g楊木屑，液化率為98.

5、3%。通過正交試驗，可以得出四種因素對液化的影響依次下降：甘油用量>反應(yīng)溫度>反應(yīng)時間>濃硫酸用量,在此條件下，液化油含水量為3.04%，旋轉(zhuǎn)粘度為1000mPa·s，酸值為2.1mg/g，羥值為846 mg/g；液化油中含有大量羥基和酯基官能團的多種成環(huán)或是帶有支鏈結(jié)構(gòu)的聚醚和聚酯，平均分子量為810.7。
　　5、在最佳條件下，對纖維素、木質(zhì)素和木屑進行了甘油液化，得到木質(zhì)素液化率>木屑液化率>纖維素液化率。兩種液化油中均有大

6、量的羥基化合物，纖維素液化油中并未出現(xiàn)酚羥基的吸收；木質(zhì)素液化油中分子量較大，芳香族的酸和酯居多；纖維素液化油中脂肪族的醇和酯居多。
　　6、楊木屑甘油液化油和工業(yè)聚醚4110混合發(fā)泡，發(fā)泡體的密度越大，其力學(xué)性能也更好。甘油液化油添加10%～20%對其結(jié)構(gòu)影響不大，并擁有較好的熱穩(wěn)定性。
　　7、對楊木屑甘油液化油分五個溫度范圍進行了減壓（0.1Mpa）分餾，餾分中主要含有2-乙基-4-甲基-1,3-二氧雜環(huán)戊烷、3-乙氧