沙柳聚乙二醇/丙三醇液化工艺研究

以聚乙二醇400和丙三醇为液化剂,浓硫酸为催化剂,对沙柳木粉进行液化试验,通过单因素分析和正交试验,探索了不同条件对液化反应的影响,试验结果表明:当液固比为5:1,聚乙二醇400用量为液化剂用量的75%,催化剂用量为液化剂用量的4%,液化时间为110min,液化温度为170℃时,液化残渣率可低至1.32%。沙柳木粉液化产物的羟值随时间的增加从389mg/g降到334mg/g,能满足制备聚氨酯纤维对原料的要求。     

杉木粉液化与液化产物树脂化的研究

以硫酸为催化剂、苯酚为液化剂采用溶剂热法对杉木粉进行液化,用杉木粉液化产物制备出酚醛树脂;考察了反应温度、反应时间、液比(苯酚-木粉的质量比)和催化剂用量对杉木粉液化效率的影响,并初步探讨了液化产物残渣率对所制酚醛树脂性能的影响。实验结果表明,杉木粉液化的最佳工艺条件是:反应温度160℃,液化时间12 h,液比值3,催化剂用量3%,在此条件下残渣率约为10%。液化产物残渣率的测定表明,升高反应温度、延长反应时间、增加液比和催化剂用量可以降低残渣率,提高液化效率;液比值为0.5~1.5时残渣率随液比增加而显著降低,催化剂用量为0.5%~2%时液化效率的变化明显。红外光谱结果表明,由液化产物所合成的酚醛树脂中羟甲基含量较高。液化产物残渣率低时制备的酚醛树脂残碳率较高。     

桉树木粉的有机磺酸催化热化学液化研究

研究了对甲苯磺酸催化桉树木粉在多元醇体系的液化反应,利用在线红外光谱技术,研究了桉树木粉的醇解液化反应过程,探索了不同反应条件对液化反应的影响。通过对液化产物的分析,揭示了液化产物的性质随反应时间变化的规律。实验结果表明:桉树木粉在聚乙二醇-丙三醇(质量比4∶1)的液化溶剂中,当对甲苯磺酸用量为3%、反应温度160℃、液固质量比4∶1、液化反应时间180 min时,其液化产率高达89.97%。液化产物的羟值随反应时间的增加在460~340 mg/g区间逐渐降低、酸值在13~20 mg/g区间逐渐增加。     

木材液化及其在聚氨酯胶黏剂上的应用研究

通过考察木粉在催化剂存在下的加溶剂液化,确定了木粉液化的最佳工艺条件,即:温度160℃,m(苯酚)∶m(木粉)为5∶1,催化剂用量1.2 mmol/g,反应时间60min,残渣率降至3.5%.并发现随着反应时间的延长,液化物出现再凝聚的残渣.利用液化产物制备了聚氨酯胶黏剂,拉伸剪切强度达5 MPa,达到应用要求,为今后的工业化生产提供了依据.     

玉米秸秆的催化热化学液化研究

研究了玉米秸秆在多元醇中的液化反应,讨论了不同反应条件的影响,并分析探讨了液化产物的性质及其组成成分随反应时间的变化.实验结果表明:玉米秸秆在聚乙二醇-丙三醇 (质量比80∶ 20) 的液化溶剂中,当催化剂H2 SO4质量分数为3%、液固质量比为10∶ 2,反应温度150℃时液化效率较高,液化反应180min后其残渣率仅为8.1%.在液化反应初期,玉米秸秆中的木质素已完全液化;随着液化反应时间的延长,其液化残渣率逐渐降低,液化产物的羟值在375 ~ 330mg/g间逐渐降低、酸值在13 ~ 27mg/g间逐渐增加;其重均相对分子质量(MW)为1200 ~ 1450.GC-MS分析表明,液化产物中主要含有多元醇的低聚合体,以及多元醇和玉米秸秆降解产物的氧化和酯化反应产生的羧酸及其酯.     

杨木粉液化产物及其树脂制备工艺

随着石油资源的不断匮乏,速生杨木这种可再生生物质资源逐渐被人们所重视,为制备可以替代传统树脂的新型树脂材料,解决当今能源危机问题,许多国家都在生物质资源利用方面做了研究。以杨木屑为原料,通过液化试验制备液化产物,再通过液化产物制备树脂,研究催化剂和液化剂用量、反应时间以及反应温度对液化产物所制树脂的影响,寻找较优制备条件。结果表明:液化反应在液固比为1.5的70%苯酚用量、聚乙二醇400的复合液化剂,4%浓硫酸催化剂用量,135℃的液化反应温度,120 min的液化反应时间条件下,可制备出效果较好的液化产物,其残渣率为7%,羟值为370 mg/g。通过液化产物制备树脂的较佳条件是:甲醛与液化产物摩尔比1.2,Na OH与液化产物摩尔比0.5,反应温度85℃反应时间120 min。在此条件下制得优质树脂,黏度为4 500~6 500 m Pa·s,固含量70%~80%。     

小麦秸秆加压液化制备乙酰丙酸乙酯

以小麦秸秆为原料,浓硫酸为催化剂,乙醇为溶剂进行液化实验,分析了液化产物的组成,考察了不同条件对目标产物乙酰丙酸乙酯(EL)得率及液化率的影响。结果表明:在浓硫酸用量10%、反应温度190℃、反应时间60 min,液固比为18∶1(g∶g)条件下,小麦秸秆的液化效果较好,液化率为75%,此时EL的得率为18.11%;经红外光谱分析可知秸秆在反应过程中发生降解;液体产物中包含醛、酮、酯、酚、酸类等多种含氧化合物,纤维素降解生成葡萄糖、葡萄糖苷、乙氧基甲基糠醛等中间产物,并最终转化为乙酰丙酸乙酯。     

超临界水中蔗渣的液化反应及其产物的结构表征

以Na2CO3、K2CO3、NaOH为催化剂,在375~400℃的超临界水中进行蔗渣的液化反应。考察了液固比、反应时间、反应温度和催化剂对蔗渣液化的影响。在380℃、液固比18∶1(质量比)、反应时间20 min条件下,NaOH或Na2CO3催化剂用量为1%时,液化残渣率降到10%以下,而在同样条件下,KCO催化剂用量为3%时,液化反应的残渣率降到7%以下。对液化产物进行了表征。GC-MS分析表明,液体产物的主要组成是含环状结构的酮和一些含甲基、羟甲基等官能团的苯酚类化合物,气体产物主要为C1~C4烷烃和CO、CO2、H2等无机气体,且其组成因液化温度而变化。液化残渣经过FT-IR分析和扫描电镜分析,发现其主要由焦炭以及尚未完全分解的木质素组成。     

均匀设计法优选杉树皮常压快速液化工艺

利用均匀设计法,通过DPS统计软件,研究了反应温度、反应时间、催化剂、液比对杉树皮常压快速液化反应的影响,从而得到最佳液化工艺为:反应温度130℃,反应时间120 min,催化剂4 g,液比8.5。液化产物的羟基值表明产物可替代聚乙二醇与异氰酸酯合成聚氨酯。     

沙柳苯酚液化产物制备酚醛树脂工艺研究

为了开辟沙生灌木利用的新途径,以沙柳苯酚液化产物为对象,进行液化产物树脂化试验,根据拉伸剪切强度的正交试验和单因素试验确定合适的工艺为甲醛与液化产物的摩尔比为1.5,合成温度75℃,氢氧化钠与液化产物的摩尔比为0.5;红外分析表明,液化产物树脂的官能团比酚醛树脂具有更高的反应活性.     

农作物秸秆加压液化制备乙酰丙酸乙酯及其分离初探

分别选取小麦、玉米和水稻等3种农作物的秸秆为原料,乙醇为溶剂,98%浓硫酸为催化剂,在反应压力2.25 MPa,反应温度200℃,催化剂用量5%,反应时间60 min和固液比1∶15(质量比)的条件下,进行加压液化的初步研究,对液化产物进行分析,并分离得到液化产物中的乙酰丙酸乙酯(EL)。结果显示:同等液化条件下,所选原料中小麦秸秆的液化效果最好;FT-IR、TG-DTG和SEM分析表明液化过程中小麦秸秆组分的结构发生改变和降解,液化产物的主要组分为EL,在水相的乙酸乙酯萃取液中EL的GC含量为52.61%;在蒸馏分离的过程中,EL的纯度可达92.71%,回收率达89.93%。     

油茶饼粕的苯酚液化及产物的结构表征

为了综合利用油茶饼粕,分析了油茶饼粕的基本组成,采用苯酚为液化剂,硫酸为催化剂,对油茶饼粕进行了液化实验。结果显示油茶饼粕中糖类、粗纤维和粗蛋白质的总质量分数约为75%,能够有效进行液化。研究了反应温度、苯酚与油茶饼粕的质量比(液比)、催化剂的用量及液化时间对液化反应的影响,实验得出较佳的液化工艺条件为:硫酸用量4%,液化时间1.5 h,液化温度140℃,液比值4,此时液化残渣率16.25%。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)分析了油茶饼粕及其液化残渣和产物的结构特征,结果显示苯酚与油茶饼粕组分发生了明显酚化反应和醚化反应,形成了更多的活性官能团。油茶饼粕中蛋白质结构遭到破坏,蛋白质也发生了液化反应。     

Rapid wood liquefaction by supercritical phenol

Wood was rapidly liquefied at the supercritical temperature of phenol. Under these conditions, wood was liquefied by over 90% for 0.5 min, and the combined phenol content of the obtained liquefied wood reached about 75%. The effects of various reaction conditions on liquefaction were investigated. With increases in reaction temperature, phenol/wood weight ratio, and the charged mass-to-reactor capacity (w/v) ratio, the amount of methanol-insoluble residue decreased and combined phenol content increased. The range of molecular weights and polydispersity of the products obtained after the time at which sufficient liquefaction was achieved were from 400 to 600 and from 1.5 to 2.5, respectively. Wood showed a marked decomposition to low molecular weight components early in the reaction, and then the molecular weight increased slightly with increasing reaction time. The properties of liquefied wood were investigated and compared with those obtained with conventional liquefaction methods. Combined phenol content was similar to that obtained by other liquefaction methods, except the sulfuric acid–catalyzed method, which resulted in flow properties comparable to those of other liquefaction methods. The flexural strength of moldings prepared using liquefied wood was also comparable to those prepared by other liquefaction methods.     

思茅松的苯酚液化及树脂化研究

研究了硫酸催化条件下，将恩茅松在苯酚中液化用于制备酚醛树脂的技术工艺，分析了各工艺参数对思茅松液化效率的影响，测定了由液化产物制备的液化木基酚醛树脂的物理化学性质和胶合强度。结论如下：1）．液比、反应温度、时间和木粉目数是影响液化反应效率的重要因素，液化产物的残渣率均随上述工艺参数值的升高而降低。2）．残渣含量对树脂物化性质和胶合强度均有影响，残渣含量降低，树脂粘度减小，聚合时间缩短，游离酚含量降低，胶合强度升高。3）．甲醛／苯酚摩尔比对树脂的物化性质和胶合强度也有影响，甲醛／苯酚摩尔比增加，树脂粘度增加，聚合时间减少，游离酚含量减低，胶合强度升高。     

Preparation and Characterization of the Phenolated Wood Using Sulfuric Acid as a Catalyst Ⅱ. FT-IR and GPC Characterization

By means of gel permeation chromatography analysis, the molecular weight of liquefied wood under different reaction conditions was investigated to trace the change in the structural characteristics of the liquefied wood. The insoluble residues were analyzed by Fourier transform infrared to investigate the liquefaction order of three main wood components. The results indicate that both reaction temperature and reaction time could affect the molecular characteristics of the liquefied wood obtained. The molecular weight of liquefied Chinese Fir wood is higher than that of liquefied Poplar wood under most of reaction conditions. During wood liquefaction, lignin is liquefied firstly. Hemicellulose is liquefied in the middle stage and cellulose is the most difficult to be liquefied.     

木粉及其组分的多元醇酸催化热化学液化

分别将木粉、纤维素和木质素在乙二醇中进行热化学液化。研究结果表明木粉中纤维素的非结晶区、木质素和半纤维素首先被液化,而纤维素的结晶区较慢被液化,到液化反应中期基本降解完全,液化产率高于97%。利用在线红外光谱仪跟踪检测了整个液化反应过程,结合GC-MS结果发现:乙二醇在反应过程中脱水生成了二甘醇和三甘醇。在液化反应中,纤维素的糖苷键断裂后生成葡萄糖苷结构,随后葡萄糖苷中的吡喃环也被打开,生成的活性中间体相互反应或与乙二醇反应生成了如3-(2-甲基-[1,3]-二氧戊环-2-基)-丙酸乙酯、乙酰丙酸丁酯等酯类;木质素的苯丙烷结构主要降解为苯酚、2,6-甲氧基苯酚等芳香族衍生物,因此木粉液化产物是聚醚/酯混合多元醇。     

超声波-微波对杉木锯屑液化的强化效应研究

以正辛醇为溶剂、浓硫酸为催化剂,探讨了超声波-微波（UW-MW）辅助对杉木锯屑液化的强化作用,考察了工艺参数的影响,并对液化产物进行了表征分析。研究结果表明：超声波-微波具有很好的传质传热强化效应,与传统液化相比,杉木锯屑超声波-微波辅助液化反应时间从60 min缩短至20 min,液化率提高了5.24%。在溶剂与锯屑质量比值6、催化剂H₂SO₄浓度0.6 mol/L时,杉木锯屑液化率达到64.30%;适当添加γ-戊内酯可提高液化率,γ-戊内酯用量40%时液化率达81.17%。液化过程中,少量熔融状物质沉积在残渣（SR）表面,阻碍了原料的进一步液化;纤维素与半纤维素的降解产物主要为小分子糖类等物质,富集在水相产物（WS）中;木质素的降解产物主要由芳香族等物质组成,分布在生物油（BO）产物中。