填充型和液化改性型木质素基聚氨酯泡沫的性能比较

利用玉米秸秆酶解木质素通过添加和液化改性2种方法分别制备填充型和液化改性型聚氨酯泡沫。采用红外光谱(FTIR)对聚氨酯泡沫的结构进行表征,并通过压缩试验和动态机械(DMA)试验分别测定2种制备方法对聚氨酯泡沫的物理性能和动态力学性能的影响。结果表明:液化改性型聚氨酯泡沫密度低于填充型聚氨酯泡沫,凝胶量和压缩强度要高于填充型聚氨酯泡沫。当木质素液化产物添加量为30%时,液化改性型聚氨酯泡沫的压缩强度达到最大值291kPa。当多元醇替代物含量低于30%时,液化改性型聚氨酯泡沫的玻璃化温度稍高于填充型聚氨酯泡沫。     

木质素基聚氨酯预聚体改性酚醛泡沫的制备及表征（英文）

以聚乙二醇(PEG)为液化剂液化木质素,得到液化产物直接合成木质素基聚氨酯预聚体(LLPUPs),并用来改性酚醛泡沫。采用FT-IR对木质素液化产物(LLs)和LLPUPs的结构进行了表征和分析,通过SEM、万能试验机结合热重分析仪研究了LLPUPs对酚醛泡沫的形态,机械性能和热稳定性的影响。结果表明:木质素液化产物的羟值为177~286 mg/g,并随着PEG相对分子质量的增加而下降;添加LLPUPs可以增强酚醛泡沫的压缩强度和比压缩强度,当LLPUP2添加量为9%时,比压缩强度最高,为4.44(Pa·m~3)/g;LLPUP1和LLPUP2添加量为9%时,酚醛泡沫泡孔均匀,当LLPUP1添加量为9%时,比弯曲强度最高,为8.23(Pa·m~3)/g;LLPUPs改性酚醛泡沫与纯酚醛泡沫相比,具有相似的热稳定性。     

乙酸木质素基聚氨酯硬泡的制备与性能

将乙酸制浆法废液中的木质素进行提取和精制,采用红外光谱(FTIR)、31P-NMR谱和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行表征,并利用乙酸木质素、聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯在发泡剂和催化剂的条件下合成聚氨酯硬泡。采用TG、DSC和压缩测试对聚氨酯硬泡的热学和力学性能进行研究,并用扫描电子显微镜观察聚氨酯硬泡的泡孔结构。结果表明:乙酸木质素作为多羟基聚合物,可以部分代替聚醚多元醇和异氰酸酯发生反应制备聚氨酯材料;当乙酸木质素添加量为5%时,聚氨酯硬泡的压缩强度达到1.325MPa,比未添加木质素的泡沫高出约63%,此时的压缩模量也达到0.181MPa;随着乙酸木质素添加量增加,乙酸木质素基聚氨酯硬泡的最快分解温度下降,而玻璃化转变温度没有明显升高;乙酸木质素基聚氨酯硬泡泡孔平整均匀。     

树皮粉改性制备聚氨酯泡沫的研究

以碱木质素和树皮粉为原料,通过苯酚液化后与甲醛反应制备改性树脂。代替5%~15%的多元醇以及异氰酸酯合成了树皮粉和木质素基硬质聚氨酯泡沫。通过对材料的表观密度、抗压强度、导热系数、吸水率的测定,分析了改性树脂对泡沫的力学性能影响,同时分析了材料的热学性能。结果表明,树皮粉的添加有利于提高材料的力学性能,热重分析显示树皮粉的添加没有降低材料的热性能,扫描电镜的图片显示聚氨酯泡沫与树皮粉混合均匀。     

沙柳液化产物制备聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物泡沫的性能

为研究沙柳液化产物制备聚氨酯/环氧树脂互穿网络聚合物(PU/EP IPN)泡沫的最佳发泡工艺,以沙柳液化产物和异氰酸酯(MDI)、环氧树脂(EP)为主要原料,水为发泡剂,辛酸亚锡为催化剂,纳米有机蒙脱土(OMMT)为形核剂进行试验,探讨了EP、MDI、辛酸亚锡、水和OMMT的添加量对泡沫材料表观密度和压缩强度的影响,并应用扫描电镜和热重分析仪对泡沫材料进行表征。结果表明:各主要原料和发泡助剂对泡沫轻质材料力学性能的影响由大至小分别为:环氧树脂添加量异氰酸酯添加量催化剂辛酸亚锡添加量发泡剂水添加量OMMT添加量;通过单因素和正交试验得到的优化工艺所制泡沫材料的表观密度为0.091 g/cm~3,压缩强度为0.835 MPa;随着EP添加量的增加,IPN泡沫的热稳定性有所增加,添加OMMT对泡沫材料的阻燃性能有很大的提升。     

杂化硅/膨胀石墨制备阻燃硬质聚氨酯泡沫的研究

制备无卤阻燃剂——杂化硅，并与膨胀石墨复配，用羟甲基化木质素替代部分聚醚多元醇，通过一步法制备阻燃硬质聚氨酯泡沫（RPUF）。结果表明：阻燃剂在聚氨酯体系中混合均匀，泡孔大小均匀。通过极限氧指数测试试样的阻燃等级，试样达到难燃材料。通过热重-差热综合分析研究试样的热分解过程，测试表观密度、压缩强度和导热系数研究试样的物理力学性能。当羟甲基化木质素用量为8%，杂化硅用量为14%，膨胀石墨用量为6%时，改性材料的极限氧指数最高可达到29.6%；试样的表观密度为41.0～45.0 kg/m³，导热系数为0.019～0.026 W/（m·K）；压缩强度分布为0.190～0.240 MPa。     

糠醛渣增强粗甘油基聚氨酯泡沫性能的研究

采用一锅法将生物柴油副产物粗甘油(CG)转化为生物基多元醇(CG-polyol),并以糠醛渣(FR)为增强填料,共混发泡制备出一种FR增强生物基聚氨酯(PU/FR)泡沫复合材料。通过对PU/FR泡沫的结构形貌、热稳定性、发泡时间、密度和压缩强度进行表征,探究了糠醛渣粒径(0.25 mm、 0.09 mm样品分别标记为FR60和FR180)和添加量对PU/FR泡沫性能的影响。结果表明：通过热转化法合成的CG-polyol酸值为1.9 mg/g、羟值为406 mg/g、黏度为1 092 mPa·s,该多元醇适合用于制备PU泡沫。FR的加入延长了发泡时间,最大上升时间和不粘时间分别由未添加时的29和31 s提高到37和39 s,泡孔结构更加完整,泡孔尺寸减少,破碎现象明显减少。FR添加量≤5%时,可有效提高泡沫的密度和压缩强度;当添加量相同时,FR180填料对泡沫的性能提升更显著;当FR180添加量为5%时制备的PU/FR180-5泡沫复合材料的压缩强度达到最大为0.153 3 MPa,相比未添加FR的泡沫提高了28.1%,此时密度为0.051 0 g/cm³,导热系数...     

苯酚封端蓖麻油基聚氨酯预聚物对苯酚-间苯二酚-甲醛泡沫性能的影响

以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、蓖麻油及苯酚为原料合成了苯酚封端的蓖麻油基聚氨酯预聚物(CPUP),以该预聚物作为增韧剂改性苯酚-间苯二酚-甲醛树脂制备泡沫材料。采用FTIR和1 H NMR对CPUP结构进行了表征,用丙酮-二正丁胺法测试了CPUP制备过程中异氰酸根(—NCO)含量的变化;同时研究了CPUP添加量对泡沫力学性能、热稳定性能、阻燃性能以及泡沫微观形态的影响。结果表明,反应3.0h时,蓖麻油基聚氨酯预聚物的—NCO含量达到理论值5.85%,用苯酚封端3.0h后,—NCO值接近0;当增韧剂质量分数为5%时,泡沫的力学性能最好,其中压缩强度和弯曲强度分别为186.2和329.7kPa,比未改性的泡沫提高了26.7%和45.4%,掉渣率为17.2%,比纯泡沫降低了18.5%;改性泡沫的热稳定性能略有提高,阻燃性能优良,氧指数为35.8%;泡沫壁与壁之间结合紧密,分布均匀。     

酸性熔盐水合物解聚木质素及其改性酚醛泡沫的性能研究（英文）

利用无机离子液体(酸性熔盐水合物)实现了木质素的有效降解,并将其应用到改性酚醛泡沫的研究中。研究表明:木质素可被有效降解,重均相对分子质量从3 900降为1 600,分散系数也明显降低,从4.10降为1.78,从而可提高木质素改性产品的稳定性和重现性。另外,木质素解聚后,酚羟基含量大大提高,从而可以增强木质素的反应活性,也为提高木质素的利用度奠定了基础。通过解聚木质素改性酚醛泡沫的研究发现:木质素的取代量为30%时,木质素酚醛泡沫总体性能较好,其压缩强度为235 kPa,氧指数为38.1%,导热系数0.028 W/(m·K),属难燃型高效保温材料。     

木质素基酚醛树脂泡沫的制备及性能研究

在碱性条件下,先利用木质素部分替代苯酚与甲醛反应合成酚醛树脂,然后利用酚醛树脂经发泡工艺制备木质素基酚醛树脂泡沫,当木质素替代量为0%、10%、20%和30%时,分别记为LPF-0%、LPF-10%、LPF-20%和LPF-30%。对泡沫的性能研究结果表明:木质素可部分替代苯酚,与甲醛发生缩合反应生成酚醛树脂;当木质素替代量为20%(LPF-20%)时,泡沫热解具有最大的残炭率54.60%,其热稳定性优于其它酚醛树脂泡沫;随着木质素替代量的增加,木质素基酚醛树脂泡沫的颜色由黄色渐变为褐色,其表观密度由0.05 g/cm~3增加至0.11 g/cm~3,压缩强度从0.26 MPa增加为0.56 MPa,表面粉化程度由13.73%降低至3.48%,吸水率由3.73%降低至1.92%;木质素基酚醛树脂泡沫具有良好的阻燃性,LPF-30%的氧指数最大为33.67%。     

自发泡方法制备木质素基高比表面积泡沫炭

【目的】根据木质素结构特点,探究一种木质素基泡沫炭制备方法,为木质素制备新型炭材料提供新的技术方法和产品。【方法】以酶解木质素为碳质前驱体,以氯化锌和酚醛树脂为催化剂和增强剂,在未添加发泡剂的情况下,经混合塑化、发泡、固化、炭化等工艺制备木质素基高比表面积泡沫炭;采用热重分析、扫描电子显微镜和氮气吸附等方法分析木质素发泡机理、过程以及制备的泡沫炭结构;通过测试泡沫炭的密度、机械性能、开孔率等质量指标,探讨发泡温度、氯化锌和酚醛树脂用量对泡沫炭结构的影响。【结果】热重分析结果表明,氯化锌显著催化并降低木质素热分解温度,使木质素发生热分解的温度与发生软化/塑化的温度重合,为木质素热分解产生的挥发性物质发挥发泡功能提供合适温度区域,酚醛树脂与木质素之间形成的三维网状结构赋予发泡前驱体较好的韧性和强度,为木质素自发泡提供基础。160～180℃是合适的发泡温度;氯化锌用量显著影响泡沫炭的密度和孔隙率,酚醛树脂用量主要影响泡沫炭的孔泡尺寸和开孔率。在未添加发泡剂的情况下,采用自发泡方法制备出体积密度为0.26～0.46 g·cm^-3、孔隙率为74%～85%、开孔率为82%～9...     

微波条件下杨木多元醇液化工艺及其产物的物性

微波加热条件下,采用酸性聚乙二醇和丙三醇混合溶剂进行杨木液化,并利用液化产物和4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯制备液化木基聚氨酯泡沫。结果表明,利用微波加热技术可以快速制备性能良好的木材多元醇液化产物;适宜的液化工艺条件为:木粉含水率4.7%,微波功率500W,液固比2.5,液化时间15min;液化木基聚氨酯泡沫的表观密度和压缩强度分别为0.038g/cm3和68kPa。     

液晶环氧树脂对生物基腰果酚-糠醛树脂性能的影响

采用偏光显微镜、差示扫描量热仪、热重分析仪、扫描电镜以及力学性能测试仪研究了液晶环氧树脂对生物基腰果酚-糠醛树脂热性能及力学性能的影响,结果表明:联苯二酚二缩水甘油醚(BP)与对氨基苯氨基砜(SAA)经高温固化后可形成液晶(LC)相结构,将BP、SAA与腰果酚-糠醛树脂共混固化,BP与SAA生成的LC相可分散在生物基腰果酚-糠醛树脂基体中,改性树脂的热稳定性及力学性能显著提高。BP-SAA添加量为50%时,玻璃化转变温度由60.4℃提高到70.2℃,热分解温度由300.3℃提高至377.4℃;BP-SAA添加量为30%时,冲击强度达到最大值15 kJ/m2,为未改性的生物基腰果酚-糠醛树脂(4.5 kJ/m2)的3倍。     

蓖麻油基聚氨酯预聚体改性酚醛泡沫的制备及表征（英文）

以蓖麻油(CTO)和1,6-己二异氰酸酯(HDI)为原料合成蓖麻油基聚氨酯预聚体(COPUP),并采用COPUP对酚醛泡沫进行改性。通过FT-IR和1H NMR对COPUP结构进行了鉴定和表征,进一步采用SEM、万能试验机结合热重分析仪研究了COPUP添加量对酚醛泡沫的形态、机械性能和热稳定性的影响。结果表明:COPUP改性的酚醛泡沫泡孔均匀,但与纯酚醛泡沫相比,COPUP改性酚醛泡沫的泡孔较大,当COPUP添加量为10%时,泡沫的泡孔反而被破坏;当COPUP添加量为3%~7%时,改性酚醛泡沫与纯酚醛泡沫相比弯曲强度增加了21.05%~26.32%,比弯曲强度从5.90(kN·m)/kg增加到6.17(kN·m)/kg,高于纯酚醛泡沫4.96(kN·m)/kg;随着COPUP添加量的增加,泡沫的热稳定性略有下降。     

KOH原位活化对木质素基泡沫炭的结构性能调控

在碱性条件下,木质素可部分替代苯酚与甲醛反应制备木质素基酚醛树脂,酚醛树脂经物理发泡,高温碳化工艺生成木质素基泡沫炭。为达到调控木质素基泡孔炭的泡孔结构,改善其孔径分布比例的目的,选用600℃碳化后的泡沫炭(CF-600℃)作为活化基体,利用化学试剂KOH对泡沫炭进行原位活化。研究结果表明:纯碱木质素可以部分取代苯酚,与甲醛发生缩合反应生成酚醛树脂;酚醛树脂基泡沫在450℃时有最大分解速率2.04%/min,炭收率为54.36%; 600℃碳化后的泡沫炭(CF-600℃)、900℃碳化后的泡沫炭(CF-900℃)与KOH原位活化后的泡沫炭(CF-KOH)呈玻璃网状结构,泡孔由50～300μm的泡孔及孔壁组成; 3种泡沫炭皆为无定型炭,非石墨化的炭质结构; KOH原位活化后的泡沫炭(CF-KOH)微孔比例下降,中孔比例上升,比表面积可达1 094.14 m~2/g;且3种泡沫炭的表观密度在0.10～0.15 g/cm~3之间,压缩强度最高可达0.35 MPa。     

精制、改性碱木质素硬质聚氯酯泡沫性能分析

分别以精制碱木质素和环氧氯丙烷改性碱木质素为原料，代替15％聚醚多元醇合成了两种碱木质素硬质聚氨酯泡沫，并对它们的力学性能、表观密度、热性能及耐老化性能进行了测试。结果表明：在两种泡沫和对照样中，改性碱木质素聚氨酯泡沫的力学性能、保温性能和热稳定性均比较优异；碱木质素的添加虽然对聚氨酯泡沫的耐自然老化性能和耐热老化性能无明显影响，但耐热碱能力明显降低。改性碱木质素聚氨酯泡沫的热传导率与制备的两种泡沫和对照样比较是最低的。改性碱木质素聚氨酯泡沫可较好地应用于保温材料领域。图1表3参16。     

水稻秸秆液化物制备聚氨酯泡沫的研究

以聚乙二醇400与丙三醇为混合液化剂,浓硫酸为催化剂,对水稻秸秆进行液化,并对水稻秸秆液化产物制备的聚氨酯泡沫进一步分析,讨论了异氰酸根指数、发泡剂水的用量、催化剂比例及硅油用量对聚氨酯泡沫性能的影响。实验结果表明:以水稻秸秆液化产物10 g和异氰酸酯(PAPI)为原料,水作发泡剂最佳用量为稻杆液化物质量的2%,三乙烯二胺和辛酸亚锡为复合催化剂,最佳用量比为0.1∶0.3(g∶g),水溶性硅油为泡沫稳定剂,最佳用量为液化物质量的4%,异氰酸根指数为1.2,此条件下制备的聚氨酯(PU)泡沫材料,其性能良好,泡沫的密度为35.78 kg/m3,拉伸强度为222.60 kP a,压缩强度为110.90 kP a,TGA分析结果也表明水稻秸秆基聚氨酯泡沫具有良好的耐热性,其初始分解温度为241℃,最快分解温度为420℃。     

腰果酚光固化材料的研究进展

光固化涂料具有固化速度快、节能环保等优势,在诸多领域得到应用。天然腰果酚可替代石油基酚类化合物广泛应用于涂料、胶黏剂、聚合物材料等领域。腰果酚含有酚羟基和侧链不饱和双键,具有较高的反应活性,可通过化学改性应用于光固化涂料。简单介绍了腰果酚的来源及分子结构,从腰果酚直接紫外光固化、酚羟基改性(酯化和醚化)、侧链改性及复合改性等角度,综述了近年来国内外有关腰果酚光固化材料的研究和应用进展,并展望了腰果酚光固化材料未来研究的热点。     

腰果酚基环氧磷酸酯对E-51/IPDA环氧树脂体系性能的影响

以天然腰果酚为原料制备了一种腰果酚基环氧磷酸酯(CGEP)稀释剂,并利用CGEP改性双酚A型环氧树脂(E-51)及异佛尔酮二胺(IPDA)固化体系。研究了CGEP用量对环氧树脂E-51的稀释效果及其固化物性能的影响,并采用扫描电镜(SEM)分析了固化物的断面微观形貌。结果表明:CGEP对环氧树脂E-51具有显著的稀释作用;CGEP参与固化交联反应后,环氧树脂固化物的机械性能明显提高,当CGEP添加量为E-51质量的15%时,固化物的冲击强度达到最大值22.06 kJ/m~2;当CGEP添加量为E-51质量的20%时,固化物的拉伸强度与弯曲强度分别达到最大值96.19和99.70 MPa。随着CGEP用量从0%增加到25%,固化物的玻璃化转变温度由144.82℃降至119.10℃,而氧指数(LOI)由19.0提高到23.0。SEM分析表明CGEP对环氧固化物具有显著的增韧效果。     

腰果酚环氧稀释剂与E-51树脂共混体系固化性能研究

以天然腰果酚为原料制备了一种高活性腰果酚基环氧稀释剂(CDE),利用所制备的CDE与双酚A型环氧树脂(E-51)共混,再与甲基四氢苯酐进行交联固化反应,通过力学性能测试,研究了稀释剂含量对固化物性能的影响。实验结果表明:CDE对E-51有显著的稀释增韧作用;随着CDE含量的增加,固化树脂的玻璃化转变温度逐渐降低;当CDE的加入量为20%时,固化物的冲击强度及拉伸强度达到最大值,分别为19.17 k J/m2和56.81 MPa,弯曲强度为108.8 MPa。