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。     

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℃。     

纤维素乙醇木质素聚氨酯泡沫的制备及性能研究

该研究通过将木质素与聚乙二醇按照不同比例混合液化,经过分析计算,选取较优液化产物制备聚氨酯泡沫。然后,通过控制变量法在不同系列下制备木质素聚氨酯泡沫,放置48~72 h固化后再切割成规格为5 cm×5 cm×5 t2m的正方体试件,放置于烘干箱中将其烘干至恒重,检测其相关性能。研究得出:木质素用液化试剂聚乙二醇400按照固液比80:220、催化剂浓H_2SO_41.8%、在液化温度和时间分别为170℃、2 h的条件下液化,得到液化产物的羟值为290 mgKOH/g、黏度为780.2 mPa.s。木质素液化产物与异氰酸酯原料比为1:1.1,发泡剂H_2O、催化剂三乙胺和二月桂酸二丁基锡(质量比1:1)、表面活性剂二甲基硅油分别占总量的4.5%、3%和13%条件下制备出的木质素聚氨酯泡沫效果较优。     

三乙醇胺改性沙柳液化产物/异氰酸酯硬质泡沫材料研究

生物质多元醇液化产物与异氰酸酯等反应可制备硬质聚氨酯泡沫材料,而该类材料存在力学性能低、脆性大等缺点,使其应用领域受到限制.以沙柳多元醇液化产物为原料,与异氰酸酯(MDI)等共聚制备沙柳液化产物/异氰酸酯硬质泡沫材料(RPUF),研究添加不同质量分数交联剂三乙醇胺(TEOA)对RPUF物理力学、化学结构和热学特性的影响...     

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。     

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.     

人工林木材的苯酚液化及树脂化研究Ⅱ.液化木基酚醛树脂的制备和性能表征

研究液化产物树脂化合成工艺,表征液化木基酚醛树脂的物化性质,评价树脂的胶合强度和木破率.结果表明,采用一次缩聚的投料方式能简化操作工艺,缩短合成时间.木材液化产物中残渣的过滤与否,对树脂性能有一定程度的影响:残渣含量高时,影响较大;残渣含量低时,影响较小.当甲醛与苯酚的量比为1.5和1.8时,利用含11.0%残渣的杉木液化产物和含16.5%残渣的杨木液化产物,制备了性能优良的酚醛树脂.     

微波辅助杨木快速苯酚液化及产物表征

针对传统木材苯酚液化技术中存在的反应时间长、产物黏度高和反应活性降低等问题，采用微波加热方式，将杨木木粉在酸化苯酚溶剂中进行快速解聚反应。结果表明，微波加热条件下杨木苯酚液化的适宜条件为：木粉含水率30%～40%，液化时间15 min，苯酚与木粉的比例(P/W)2.5，木粉粒径0.18～0.25 mm，在此条件下木材液化率达到87%。微波加热的木材苯酚液化速率比传统油浴加热提高至少6倍。木材被降解为醇类、酸类、醚类、醛类和酚类等低分子质量物质，液化产物黏度显著降低，仅为3015 mPa·s，且与甲醛的反应活性较高，100 g液化产物反应消耗的甲醛达2.1 mol。微波加热与传统加热下的木材苯酚液化反应历程不尽相同，主要表现在纤维素和半纤维素降解为单糖后，单糖可进一步断裂为2，3－丁二醇、1，2－丙二醇、乙二醇和乙二醛等物质，这些物质相互之间可以发生脱水、羟醛缩合等反应进一步生成 2－乙氧基－丙烷，1，1－二乙氧基－乙烷、二异丙基缩甲醛和12－冠醚－4。     

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%。     

蓖麻油基阻燃多元醇的合成及在聚氨酯泡沫中的应用

以蓖麻油为原料,经过甘油醇解反应、双氧水环氧化反应、磷酸二乙酯与环氧基团开环反应生成蓖麻油基阻燃多元醇,然后与多聚异氰酸酯(MDI)形成聚氨酯泡沫。蓖麻油基阻燃多元醇的结构采用FT-IR、1H NMR进行表征,聚氨酯泡沫的力学性能和阻燃性能采用万能试验机、极限氧指数仪和热重分析仪进行测量。结果表明:通过一系列的反应生成了蓖麻油基阻燃多元醇,在不采用任何阻燃剂的情况下,虽然蓖麻油基阻燃多元醇的P元素仅有1%,但是聚氨酯泡沫的氧指数与醇解蓖麻油制备的聚氨酯泡沫相比从20.1%提高到23.8%,说明蓖麻油基阻燃多元醇制备的聚氨酯泡沫具有很好的阻燃性能;制备的蓖麻油基阻燃多元醇的羟值与醇解蓖麻油相比,由408 mg/g提高到了420 mg/g;随着蓖麻油基阻燃多元醇含量的提高,聚氨酯泡沫的压缩强度从0.118提高到0.128 MPa,热稳定性也有所增强。     

沙柳多元醇液化产物流变性能的研究

沙柳木粉在液化剂和催化剂的作用下制成的液化产物可生产制作聚氨酯、环氧树脂、胶黏剂等。研究沙柳液化产物的流变性能,可探索宏观流变性质与液体微观内部反应机理之间的关系,优化设备结构和加工工艺条件,对其高效利用有着重大意义。本试验将沙柳木粉在浓硫酸催化条件下进行多元醇液化,通过改变液化处理条件(反应时间、反应温度和催化剂用量)制备具有不同流变性能的沙柳液化产物。利用旋转型流变仪对所制备的沙柳液化产物进行流变性能测试和分析。沙柳木粉液化条件的单因素试验和正交试验分析结果表明:影响沙柳液化产物黏度的主要因素是反应时间,其次是反应温度和催化剂用量,最佳工艺条件为反应时间70 min、反应温度170℃、催化剂用量5%。在最佳工艺条件下,剪切速率为78.87 s-1时,黏度为0.26 Pa·s。红外光谱(FT-IR)分析得出,液化物中纤维素被大量降解,半纤维素和木质素部分降解,羟基增加,生成更多的反应活性官能团,此条件下液化反应更加充分,流体黏度较大。流变性能测试结果显示:稳态扫描测试时,黏度随剪切速率的增加逐渐减小,表现出剪切变稀的现象;剪切应力随着剪切速率的增加逐渐升高,表现出假塑性流体的性质。通过动态频率扫描曲线变化规律分析,储能模量和损耗模量随着角频率的升高而逐渐增加,复数黏度却随之减小。     

基于微波液化的木质纤维素组分分离和转化——纤维素组分的理化和酶解性质

【目的】将微波加热与甘油利用相结合的综合炼制工艺用于木质纤维素生物质预处理,探索其在燃料乙醇制备中的可行性,为实现经济可行、经济有效的木质纤维素生物质酶解预处理技术和生物燃料生产提供基础信息。【方法】以银腺杨、日本落叶松、刚竹和柳枝稷为试验材料,采用微波液化法对其进行液化处理,将液化产物分为纤维素、半纤维素和木质素组分,并对纤维素纤维组分进行综合表征。【结果】化学分析结果表明,纤维素纤维具有较高的葡聚糖含量;红外光谱显示,木质素和半纤维素的信号逐渐减弱,说明半纤维素和木质素经液化处理后有效脱除;XRD分析结果表明,纤维素纤维结晶度高、表面积大。【结论】相比原木质纤维素生物质,银腺杨、日本落叶松、刚竹和柳枝稷4种原材料纤维素纤维的酶解糖化效率均有不同程度提升(最高酶解转化率可达70%),液化固体产物--纤维素纤维在制备燃料乙醇中具有广阔的潜力和前景。     

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。     

木材苯酚液化产物制备碳纤维的初步探讨

为拓宽木材液化产物的应用领域,提高木材产品的附加值,实现木材的高效利用,在研究木材苯酚液化产物特性的基础上,提出了木材苯酚液化产物碳纤维材料的制备构思和工艺路线。利用木材苯酚液化产物为前驱体,通过加入反应剂如六次甲基四胺等调制纺丝液,熔融纺丝后将纤丝在甲醛和盐酸混合溶液中加热固化形成网状交联结构,然后在惰性气体保护下高温炭化制备成碳纤维,同时对制备过程中可能存在的影响因素进行了分析。     

玉米秸秆发酵残渣在多羟基醇中液化反应的研究

以玉米秸秆制备燃料乙醇所得到的发酵残渣(简称"发酵残渣")为原料,在聚乙二醇等多羟基醇中,以浓硫酸为催化剂,进行液化反应,得到植物纤维基多元醇,并以该种液化产物代替部分聚醚多元醇,用于聚氨酯硬泡的制备。通过对液化产物及残渣进行分析,研究了影响液化反应的因素。结果表明:发酵残渣在液化剂PEG200/甘油(质量比7∶3)中,当液化温度为160℃,时间为2 h,液固质量比4∶1,催化剂浓硫酸用量为液化剂质量的4%时液化效果最佳,液化率达64.54%。此时,液化产物羟值为349 mg/g,黏度为979 mPa·s。发酵残渣苯醇抽提物在上述液化条件下液化率可达96.59%,其液化产物的羟值及黏度分别为474 mg/g和791 mPa·s,也可用于聚氨酯硬泡的制备。     

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。     

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。     

沙柳及柠条灌木材液化产物的核磁共振谱分析

以苯酚为液化剂、硫酸为催化剂的高温油浴加热下液化沙柳、柠条.采用核磁共振仪分别测试了二者液化产物的结构并进行比较分析,结果显示:沙柳、柠条在酸性条件下液化过程中,同时进行着降解、缩聚反应,液化产物主要生成了β-D-葡萄糖和松柏醇芳香核质子以及愈创木基型木质素结构;从1〖KG-*9〗HNMR图谱看出:沙柳液化物峰面积中所含平均质子的数量要多于柠条液化物,而13CNMR分析中,二者液化物的化学位移位置变化基本一致,只是沙柳液化物的谱线强度要比柠条液化物的谱线强度稍大一些.      

微波辅助山毛竹全组分分离

利用微波辅助加热,在丙酮/乙二醇二元溶剂体系中对山毛竹原料进行全组分分离,得到粗纤维素、木质素和生物基多元醇,并以得到的生物基多元醇为原料制备聚氨酯泡沫。对反应时间、反应温度、催化剂浓硫酸添加量以及两种溶剂比例等条件进行了优化,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和凝胶渗透色谱(GPC)等分析手段对分离得到的粗纤维素和木质素的结构进行了表征,分析了生物基多元醇添加量对制得的聚氨酯泡沫微观结构、力学性能和热稳定性的影响。结果表明:溶剂与物料的质量比为10∶1、反应温度为120℃、反应时间为20 min、浓硫酸添加量为1.5%(质量分数)以及丙酮/乙二醇二元溶剂的质量比为1∶1时,山毛竹全组分分离效果最好,粗纤维素得率为41.7%,木质素去除率和木质素回收率分别达到85.1%和72.3%。XRD结果表明,与原料相比,经过分离得到的粗纤维结晶度明显上升; GPC结果表明,分离得到的木质素分子量较小且分布均衡。通过对添加不同质量比生物基多元醇聚氨酯泡沫的性能对比可知,当生物基多元醇添加量低于50%时,聚氨酯泡沫可以保持较好的泡孔结构;但随着生物基多元醇的添加量逐渐增加,泡沫的力学性能和热稳定性有所下降。     

腰果酚-木质素复合自催化型聚氨酯泡沫的制备及性能研究

以腰果酚为原料,先合成一种分子主链结构上含有叔氨基的自催化型聚醚多元醇(CPO),然后与异多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)在无催化剂下制备出一种腰果酚基自催化型聚氨酯泡沫(CPUF),再采用木质素对CPUF增强改性,制备腰果酚-木质素基复合自催化型聚氨酯泡沫(LCPUF),并研究了木质素添加量对此复合聚氨酯泡沫的结构与性能的影响。结果表明:采用木质素改性CPUF可有效提高泡沫的表观密度及压缩强度;当木质素添加量为CPO质量的20%时,所制备的LCPUF泡孔略有减小,表观密度和压缩强度最大,分别为81.48 kg/m~3、0.44 MPa;TG分析显示,木质素的加入对CPUF的热降解过程无显著影响。