蔗渣在碳酸乙烯酯中的快速液化

研究了蔗渣在碳酸乙烯酯中以硫酸为催化剂的快速液化反应。讨论了温度、液固比及催化剂用量等因素对液化反应的影响。对液化产物进行了表征。结果表明蔗渣在碳酸乙烯酯中反应10～20min,残渣率即可降到3％。液化产物为一聚醚酯多元醇体系,羟值为220．330mg／g,可用来制备环氧树脂粘合剂。     

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。     

蔗渣液化中铁系催化剂作用的研究

研究了蔗渣在无催化剂和铁系催化剂作用下的液化反应.催化液化所得氢气的产量明显高于无催化液化,且催化液化残渣率有所降低,说明催化剂影响蔗渣的热裂解.在400 ℃下,催化液化的产油率高于无催化液化的产油率,且前者液态产物的平均相对分子质量(Mw)低于后者液态产物的Mw;而在500 ℃下,催化液化的产油率没有得到明显提高,但液态产物的Mw都明显增大.实验表明, 不同温度下,催化剂对液态产物的Mw及气态产物的产率影响不同.铁系催化剂促进了氢从四氢化萘向蔗渣热解自由基碎片的转移.     

蔗渣在四氢化萘中的液化反应

研究了以四氢化萘为溶剂，蔗渣分别在铁系催化剂和无催化剂作用下的液化反应。在无催化剂作用时，400℃下无论是反应10min或是1h，残渣率和产油率都分别保持在18％和30％左右不变；在500℃下将反应时间由10min延长到1h，残渣率升高1倍，产油率略有降低。在400℃下，蔗渣催化液化与相同温度下无催化剂液化残渣率相差不大，而产油率明显提高；而500℃下无论使用催化剂与否，产油率和残渣率都变化不大。其原因是，在400℃下，铁系催化剂促使氢自由基从四氢化萘转移到热解自由基和缩合的自由基碎片上，形成稳定的化合物，从而降低了自由基碎片分解汽化的几率，所以产油率明显提高。低温阶段蔗渣液化实质是热溶解过程，而高温液化过程是先热解后溶解。     

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。     

木材液化产物制备热塑性树脂的研究

在酸性催化剂作用下,用木材的苯酚液化产物和甲醛进一步树脂化制备了液化木基热塑性酚醛树脂(PWF).用正交试验方法研究了各影响因素对树脂产率和软化点的影响,结果表明,pH值和反应温度对PWF树脂产率的影响最大,而甲醛与苯酚的投料比对PWF树脂软化点的影响最大.当木材液化产物中残留的苯酚与甲醛的物质的量之比为1∶0.75,pH值为木材液化产物的实际值,在105℃反应150min时,液化木基热塑性酚醛树脂的产率达到124%,软化点为110℃左右.用凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振(NMR)对比研究了PWF和传统热塑性酚醛树脂(PF)的结构特征.结果显示PWF和PF的结构基本相似,酚单元之间的连接形式主要是邻-对位和对-对位连接.PWF中含有木材组分的液化碎片,且相对分子质量较低,分布较窄.     

无胶蔗渣纤维板制备及性能

以蔗渣纤维为原料,通过热压成型工艺制备了无胶蔗渣纤维板。研究了板材密度、热压温度以及热压时间对其物理力学性能的影响,并通过傅里叶红外光谱及X射线衍射等分析了板材成型机理。结果表明:随着板材密度、热压温度以及热压时间的增加,无胶蔗渣纤维板静曲强度、弹性模量、内结合强度逐渐增大,2h吸水厚度膨胀率逐渐减小。热压过程中,蔗渣纤维中的纤维素和半纤维素基环甙键产生裂变,部分木素降解,产生活性羟基并在纤维间形成氢键,同时,蔗渣纤维中的半纤维素发生水解,生成起胶合作用的缩聚呋喃树脂。热压温度升高,活性羟基及氢键数量增加,缩聚呋喃树脂生成量增大,无胶蔗渣纤维板力学性能更好。     

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.     

杉木液化产物制备环保型PF树脂的研究

用硫酸和苯酚将杉木液化,采用傅立叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱技术对液化产物进行了分析,并对用液化产物代替苯酚制备PF树脂的工艺进行了探讨。研究结果表明:杉木液化产物中含有大量的具有苯环结构的小分子活性物质,分子量主要分布在800～2 300之2;原料配比、树脂化温度、升温方式和残渣率等因素对PF树脂的质量有明显影响,采用优化工艺制备的PF树脂的游离酚和游离醛的含量分别为0.5%和0.3%,且胶合性能优良。     

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。     

阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇水分散体的制备、表征及微观结构

以萜烯基环氧树脂(TME)与新戊二醇(NPG)反应,合成了萜烯基环氧树脂基多元醇(T-N),再以端羟丙基聚硅氧烷(HTP)、2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)及2,2-二(羟甲基)丙酸(DMPA)改性T-N,制备了阴离子型聚硅氧烷改性萜烯基环氧树脂多元醇(T-N-S)水分散体,并以红外光谱(FT-IR)、核磁共振光谱(NMR)表征了多元醇的化学结构。研究了反应条件、改性剂HTP用量等对多元醇水分散体稳定性及微观结构的影响。结果表明:DMPA与TDI物质的量比为1∶2,丙酮为溶剂(用量为反应物总质量的1.5~2倍),丙酮回流温度(56℃)下反应3 h,再加入T-N及HTP,继续反应4 h,所合成的T-N-S能够较好地在水中分散。透射电子显微镜分析表明,当HTP用量为T-N质量的3%~12%时,制备的T-N-S水分散体粒子均为球形粒子,粒径范围100~300 nm。     

非离子型水性萜烯基环氧树脂乳化剂的合成与特性

以聚乙二醇(PEG)改性萜烯基环氧树脂(TME)合成了一系列萜烯基环氧树脂专用乳化剂TP,并通过相反转乳化法制备了水乳型萜烯基环氧树脂(WTME)。考察了PEG相对分子质量(Mr)、TME与PEG配比、合成反应温度与时间对乳化剂的水溶性、表面活性、重均相对分子质量(Mw)及乳液的离心稳定性、粒子粒径分布、黏度的影响。实验结果表明,以Mr相对适中的PEG4000与TME按物质的量比2∶1、在催化剂三氟化硼乙醚作用下、110℃左右反应1 h合成的乳化剂TP-Ⅴ,对萜烯基环氧树脂具有很好的乳化效果,制备的乳液粒子粒径均一度较高,乳液表观黏度较小。透射电镜(TEM)分析表明,以乳化剂TP-Ⅴ制备的TME环氧树脂稀乳液的粒子表面形成乳化剂-吸附水组成的水合双电层,在该水合双电层构成的树脂/水界面膜作用下,乳液粒子稳定分散于水中,粒径小于200 nm。     

甘蔗渣多元醇制备聚氨酯硬泡的研究

通过对甘蔗渣进行热化学液化,制得了以甘蔗渣多元醇为原料的硬质聚氨酯泡沫,主要讨论了催化剂、表面活性剂、发泡剂和异氰酸酯对其性能的影响。结果表明:催化剂B的用量为2.53%时,泡沫体的密度最小,但对泡沫的压缩模量的影响并不大;随着催化剂D用量的增加,泡沫密度和力学性能同时降低;表面活性剂AK-8805用量为2.06%时,泡沫的密度最小,其力学性能也比较好;以水为发泡剂,当水用量增加时,泡沫密度减小但力学性能没有随密度的减小而相应降低,而先有所增加,最后维持在一个平台上;异氰酸酯用量少了,反应程度不够,性能必然会降低,但用量加多了,同样会影响性能。研究表明,PM-200用量在220%~240%泡沫压缩性能最好。     

相反转乳化法制备萜烯酯型环氧树脂乳液的研究

以自制的聚乙二醇改性萜烯酯型环氧树脂(TP)为乳化剂,采用相反转法乳化萜烯酯型环氧树脂制备了环氧树脂水乳液,分析了乳化过程中体系电导率变化与微观形态转变的关系,讨论了乳化剂质量分数、乳化温度、搅拌速度、乳液固含量等条件对乳液粒子体积平均粒径(D[4,3])及粒径分布一致性、黏度、离心稳定性、环氧值及环氧保留率等乳液性质的影响.实验结果表明,该环氧树脂乳液的最佳制备条件为:TP质量分数16.7%,乳化温度60℃,机械搅拌速度500-900 r/min,固含量约45%.在该条件下制备的乳液性质最好,乳液粒子体积平均粒径约200 nm,粒径分布100-440 nm,黏度850 mPa·s,环氧值0.11 mol/100 g.     

竹材液化树脂发泡材料发泡工艺的研究

利用竹材液化产物树脂发泡,制备新型墙体材料。在已进行竹化液化和树脂化优化工艺试验的基础上,通过单因素试验,筛选出发泡剂为正戊烷;再通过正交试验,分析发泡剂、填料和固化剂等用量,对发泡材料表观密度和压缩强度的影响。在试验得出优化工艺的条件下,制得发泡材料的表观密度约0.14g/cm3,压缩强度达454.5kPa。     

生物基本征型阻燃环氧树脂的制备及其性能研究

以香草酸、间二苯酚和表氯醇为原料,采用简单两步法合成了环氧单体1,3,3'-三环氧乙烷-2'-甲氧基-二苯甲酮(DEBP),并进一步和4,4-二氨基二苯砜(DDS)加热混合固化制得对应的环氧树脂DEBP/DDS,与常用的双酚A型环氧树脂(DGEBA)的DDS固化进行对比.研究结果表明:DEBP单体具有比DGEBA单体更...     

氢化萜烯马来酸酐合成环氧树脂的研究

以氢化萜烯马来酸酐(HTMA)为原料与环氧氯丙烷反应合成一种含桥环结构的饱和脂环基环氧树脂--氢化萜烯酯型环氧树脂(HTME).通过研究反应物料配比、反应温度与时间、催化剂用量、碱的用量与浓度以及溶剂类型等因素对合成反应的影响,确定了最佳合成反应条件,并经FT-IR及NMR光谱表征了环氧树脂的化学结构.该树脂为浅黄色透明液体,采用化学分析方法测定其环氧值3.5～3.9 mmol/g,黏度 1.7 Pa·s(50 ℃),酸值＜0.5 mg/g.     

自催化型萜烯基环氧树脂多元醇水分散体的制备与表征

利用N-苄基乙醇胺(BEA)或二乙醇胺(DEA)改性萜烯-马来酐缩水甘油酯型环氧树脂(TME),制备了分子结构中含有叔胺基团的自催化型萜烯基环氧树脂多元醇(TBP或TDP)。通过分析合成反应的影响因素,确定了制备环氧树脂基多元醇TBP和TDP的最佳反应条件:反应温度80℃,反应时间1 h,溶剂乙醇用量为反应物总质量的10%。采用傅里叶红外(FT-IR)光谱、核磁共振(NMR)光谱及凝胶渗透色谱(GPC)表征了环氧树脂基多元醇及其水分散体(WTBP或WTDP)的化学结构和相对分子质量分布,以激光粒径仪考察了中和度对多元醇水分散体粒径分布的影响。当中和度为90%时,多元醇水分散体(WTBP和WTDP)粒径为多峰分布,分散体稳定性较差;当中和度为100%时,水分散体粒径为单峰分布,达到纳米级分散。     

环氧树脂复合富马海松酸改性水性聚氨酯的合成及性能研究

以环氧树脂(E-51)和富马海松酸聚酯多元醇为原料,制备了环氧树脂复合富马海松酸改性水性聚氨酯,并探讨了环氧树脂E-51添加量对复合乳液和漆膜性能的影响。结果显示当E-51添加量为3%时,漆膜的吸水率为10.2%,拉伸强度为35.6 MPa,断裂伸长率为410.2%,摆杆硬度为0.89。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)及同步热分析仪(TGA)对样品的形态及结构进行了表征。结果表明:环氧树脂中的羟基和环氧基参与了反应,部分发生交联形成网络结构;随着环氧树脂添加量的增大,制备的复合乳液粒径增大,粒径分布变宽;同时改性后的复合漆膜的耐水性、热力学稳定性、力学性能及耐化学溶剂性增强。     

没食子酸改性氢化萜烯基环氧树脂多元醇的合成及性能研究

利用天然可再生资源没食子酸(GA)与氢化萜烯基环氧树脂(HTME)在一定条件下反应制备了环氧树脂基多元醇(HTME - GA多元醇).通过研究合成反应的影响因素,确定了HTME - GA多元醇的合成反应条件:以GA物质的量12.5倍的正丙醇为反应溶剂,以占HTME与GA总质量2%的季铵盐为催化剂,HTME与GA共沸回流反应3h.经FT - IR、NMR光谱表征了HTME - GA多元醇的化学结构,比较了该多元醇与聚己二异氰酸酯HN90T、改性聚己二异氰酸酯EC385的交联反应特性及交联产物性能.实验结果表明,HTME - GA多元醇与EC385的交联产物具有优良的机械力学性能,与HN90T的交联产物具有较好的耐液体介质性能和硬度,但后者柔韧性较差.随着NCO与OH物质的量比的增大,交联产物的硬度和耐液体介质性能提高.