沙柳材在碳酸乙烯酯中液化的动力学研究

在以碳酸乙烯脂为液化剂、浓硫酸为催化剂的高温油浴加热下液化沙柳材。应用响应面方法(RSM)对沙柳材液化的工艺参数进行优化,并应用动力学模型探讨了不同温度下反应时间和沙柳液化率的关系。结果表明,沙柳材液化的最优工艺为液固比(液化剂)∶m(木粉)=4∶1,液化时间22min,反应温度160℃,催化剂用量4.5%。在此条件下,沙柳材液化率可达到91.03%;此外,沙柳材在碳酸乙烯脂中的反应为多级次的复杂反应,表观反应速率常数随着温度的升高而逐渐升高.活化能Ea=1.649×104 J·mo~(-1),指前因子A=4.137 1S~(-1)。根据过渡状态理论,活化自由焓△G、活化焓△H、活化熵△S的值随着反应温度的升高而改变,整个反应为吸热反应,在有外界能量输入的情况下,液化体系容易发生反应。     

沙柳苯酚液化树脂化工艺及发泡性能研究

本论文以沙柳作为研究对象,以苯酚为液化剂进行液化得到液化产物多元酚,并对液化产物做树脂化处理,然后对其进行发泡获得一种新型的发泡材料。研究结果表明:(1)沙柳液化最佳工艺为:液比为6∶1,催化剂加入量为5%,时间为130min,温度为150℃。(2)发泡效果最佳的树脂化工艺条件是:甲醛与液化物摩尔比为1.5,催化剂Na OH与液化产物摩尔比0.5,温度75℃。(3)从红外光谱图中得出:木素大分子发生降解生成苯基、羟基等,并且与苯酚发生取代反应。     

沙柳木材苯酚液化工艺及其结构表征

为进一步研究沙柳木材苯酚液化的最佳制备工艺,以苯酚为液化剂,稀硫酸为催化剂,对沙柳木材进行液化试验,研究反应温度、催化剂用量、液比和反应时间对液化率的影响,并借助FTIR技术分析了沙柳木材及其液化产物的成分.结果表明,对沙柳木材苯酚液化影响最大的因素是液比,其次是反应温度、催化剂用量、反应时间;沙柳木材苯酚液化较适宜的试验条件是:液比7∶1,反应温度160℃,催化剂加量10％,反应时间120 min.沙柳木材液化后,红外谱图上出现了新的特征峰,说明木粉中化学组分的分子结构发生了变化,形成了更多的官能团.     

沙柳材乙二醇液化工艺研究

沙柳是我国沙漠地区广为种植的沙生灌木之一,资源储备丰富。运用木质生物质液化技术可以将沙柳木粉转化成液态物质,液化产物含有大量的活泼羟基,可以代替石化资源参与聚氨酯材料的合成。以乙二醇为液化剂,稀硫酸作催化剂,对沙柳进行了液化试验,分析了液化时间、反应温度、液比和催化剂用量及对液化效果的影响。结果表明：（1）在试验范围内,催化剂用量对液化过程的影响最大,液比、反应时间和反应温度等对液化过程也有不同程度的影响。（2）沙柳材适宜的液化工艺条件为：温度160℃,液比为5,催化剂质量分数12%,时间2 h。在此条件下,沙柳液化残渣率为能达到8.28%。     

沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫材料热学性能研究

为探究阻燃剂对沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫材料导热行为的影响和开发具有阻燃特性的聚合物复合材料,以沙柳多元醇液化产物为原料、辛酸亚锡为催化剂、水为发泡剂,与异氰酸酯进行发泡制备沙柳液化产物/异氰酸酯硬质泡沫,利用正交试验法研究工艺因子对硬质泡沫材料导热性能的影响规律,使用锥形量热仪（CONE）对该材料燃烧行为进行分析。结果表明:1）沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫材料制备工艺对导热性能的影响关系为阻燃剂添加量＞沙柳液化产物与异氰酸酯比例＞阻燃剂种类,方差分析表明工艺因子对导热性能的影响均不显著;2）最优工艺:阻燃剂添加量8%,沙柳液化产物/异氰酸酯比例1.0∶1.0,阻燃剂为有机蒙脱土,制备的硬质泡沫材料密度0.168 g·cm^-3,抗压强度0.83 MPa,导热系数0.118 3 W·m^-1·K^-1,此工艺制备的聚氨酯泡沫是一种优良的保温材料;3）不同有机蒙脱土添加量的沙柳液化产物/异氰酸酯泡沫燃烧行为属于双阶段燃烧过程,阻燃剂有机蒙脱土添加量8%,燃烧开始时间推迟至120 s且总热释放量降低。     

沙柳木粉液化残渣的结构表征

以多元醇为液化剂(m(聚乙二醇)∶m(丙三醇)=4∶1),浓硫酸为催化剂,对沙柳木粉进行液化试验。将所得的液化产物多次清洗得到不溶液化残渣,应用FTIR、XRD和SEM对液化残渣的化学成分、微观形貌进行表征研究。结果表明:沙柳木粉液化反应分为木粉分解阶段和液化产物缩聚两个阶段;反应30 min后得到的残渣的红外光谱特征峰大致相同。XRD分析表明,残渣中含有大量的Si O2,木粉液化时非结晶区首先被破坏而降解,残渣的结晶度升高;反应后期结晶区发生降解,残渣结晶度略有下降。SEM图像表明,随着反应的进行,残渣由纤维状变为尺寸更小的连在一起的块状堆积物。     

沙柳木粉苯酚、乙二醇液化产物的结构分析

为了确定沙柳液化产物的组成成分及其化学结构,为其进一步利用提供理论依据.本文采用红外光谱分析方法测定了在一定量(37%的)硫酸作催化剂,温度为150℃,液比为4,反应时间为2h的条件下,分别用苯酚、乙二醇对沙柳木粉进行液化的产物结构.结果表明:液化产物结构复杂,主要含有苯基、羟基、羧基、甲基、醚类、酚类以及芳烃取代物等.两种液化剂下其液化产物的构成无太大区别,各自含有的主要官能团大致相同.苯酚液化产物比乙二醇液化产物更为复杂,酚类液化效果较醇类液化效果好,残渣率低,酚类液化产物相对比醇类液化产物反应活性好.     

沙柳、柠条液化产物的柱层析分离

为了进一步对沙柳、柠条液化产物组分结构的研究,本文利用薄层色谱和柱层析结合的方法分别对沙柳、柠条液化产物进行分离。首先根据液化工艺正交试验选择出适宜的沙柳、柠条各自的液化产物;利用薄层色谱法确定了最佳的洗脱溶剂,并分析了不同有机溶剂对液化产物样品在薄层色谱实验中的影响。根据液化样品的极性,选择硅胶作为固定相,洗脱溶剂为石油醚和乙酸乙酯的混合物(2:3,V/V),进行单向一次性柱层析分离。将分离后的各组分溶液重结晶精制浓缩后得到沙柳、柠条液化产物各自较纯的组分。     

生物质聚氨酯硬质泡沫材料的发泡工艺及结构表征

为了研究沙柳液化产物和异氰酸酯混合发泡制备聚氨酯硬质泡沫材料的最佳发泡工艺,以沙柳液化产物和异氰酸酯为主要原料,纳米有机蒙脱土(OMMT)为形核剂,辛酸亚锡为催化剂,水为发泡剂进行发泡试验。探讨异氰酸酯、OMMT、辛酸亚锡和水的用量对泡沫材料表观密度和压缩强度的影响,并应用X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、热重分析等手段对泡沫材料的结构特征进行表征。结果表明:影响发泡试验因素的主次顺序为催化剂、发泡剂、异氰酸酯、成核剂;在优化工艺条件下制得的泡沫材料的表观密度为0.094 g/cm3、压缩强度为0.416 MPa;适量的OMMT能够以插层和剥离态分散在泡沫材料中,显著提高其力学性能、热稳定性和阻燃性能。      

一水合硫酸氢钠催化合成环己酮二乙缩酮的工艺研究

以环己酮和无水乙醇为原料,无水K2CO3为吸水剂,Na HSO4·H2O为催化剂,催化合成环己酮二乙缩酮。研究了环己酮与无水乙醇物质量比、回流反应时间、催化剂用量等因素对环己酮二乙缩酮收率的影响,通过IR和1HNMR鉴定了其结构。结果表明,Na HSO4·H2O具有良好的催化活性,较佳工艺条件为:环己酮13.95 g(0.15 mol),n(环己酮)∶n(乙醇)∶n(Na HSO4·H2O)=1∶2.7∶0.067,回流反应时间2 h;该工艺条件下环己酮二乙缩酮的收率在92%以上。     

不同液化条件对毛竹粉多元醇液化产物分子量的影响

以PEG400/Glycerin为液化剂,硫酸为催化剂,研究液化反应条件对竹粉液化产物分子量的影响.结果表明:液化反应体系中液固质量比从2∶1增加到4∶1时,液化产物的重均分子量Mw和分散度Mw/Mn逐渐减小;催化剂硫酸用量从2%增加到3%时,液化产物的重均分子量Mw和分散度Mw/Mn先减小,硫酸用量达到4%时又增大;液化反应温度从130℃升高到140℃时,液化产物的重均分子量Mw和分散度Mw/Mn先减小,到150℃又增大,160℃开始逐渐减小;随着液化反应时间的延长,液化产物的重均分子量Mw和分散度Mw/Mn先减小后增大直到120min时又减小.这说明液化反应时间、温度、液固比、催化剂用量对竹粉降解产物分子量及其分布均有影响.     

橡胶籽壳的热化学液化及其动力学1）

以聚乙二醇/丙三醇（ m（聚乙二醇）∶m（丙三醇）＝4∶1）为液化剂,研究了硫酸催化橡胶籽壳粉在多元醇体系的液化反应,探讨了不同反应因素对液化反应的影响,同时通过反应时间与液化率的关系,揭示了液化产物的性质随反应时间变化的规律。结果表明：当催化剂用量为8％、反应温度150℃、V （液化剂）∶m （橡胶籽壳）＝4 mL∶1 g、液化反应时间90 min时,其液化产率高达94．32％。同时,橡胶籽壳液化符合二级动力学反应,活化能Ea＝20．60 kJ/mol,指前因子A＝3．6598 s-1,ΔH＝17．09 kJ/mol,ΔS＝-245．34 J/mol,ΔG＝120．91 kJ/mol,表明体系较易进行,在外界供能的前提下,体系的有序性发生了变化,反应形成了某种形式的协同的过渡态,体系变得复杂。     

沙柳、柠条和杨木液化产物合成树脂的胶合性能

本文以沙柳、柠条、杨木的苯酚液化产物与甲醛、氢氧化钠、水为原料合成树脂,分析了甲醛、氢氧化钠与液化产物摩尔比的改变对沙柳、柠条和杨木液化产物树脂的胶合性能的影响,结果表明:液化产物树脂的胶合性能随着甲醛与液化产物摩尔比的增加而增加,柠条液化产物树脂的胶合强度随着氢氧化钠与液化产物摩尔比的增加而降低,沙柳和杨木液化产物树脂的胶合性能随着氢氧化钠与液化产物摩尔比的增加而先增加后降低;比较而言,沙柳的液化产物较柠条的液化产物更适合合成胶黏剂。     

高岭土/柠檬酸复合高吸水树脂的制备及性能研究

采用水溶液聚合法,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂、过硫酸钾(KPS)为引发剂、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,添加一定比例的高岭土和柠檬酸,通过发生共聚交联反应制备高岭土/柠檬酸复合高吸水树脂。试验探讨了高岭土和柠檬酸的质量比、单体质量比、交联剂用量、引发剂用量、反应温度和丙烯酸中和度对复合树脂吸水率的影响。结果表明,当m(高岭土)∶m(柠檬酸)=1∶2、m(AA)∶m(AM)=4∶1、交联剂用量为0.06%、引发剂用量为0.2%、反应温度为70℃、AA中和度为65%时,复合高吸水树脂的最大吸水率为965 g·g-1,最大吸盐水率为105 g·g-1。     

椰子壳苯酚液化的研究

研究了催化剂种类、浓硫酸催化剂用量、液化反应温度、苯酚与椰子壳质量比、液化反应时间对液化产物残渣率及结合酚的影响。结果表明,浓硫酸是椰子壳液化反应较佳的催化剂;当浓硫酸用量为6%,反应温度为150℃,质量比为4∶1时,液化反应30 min可较好地将椰子壳液化;随着液化反应时间的延长,液化产物结合酚含量上升。     

马占相思树皮磷酸催化液化及其液化物树脂化的研究

以苯酚作液化剂、磷酸作催化剂对马占相思树皮进行液化研究,分析了液化温度、催化剂用量、液化时间及液固比对液化反应的影响;通过正交实验得到马占相思树皮磷酸催化液化的最优方案,并研究树脂化过程的影响因素和工艺。结果表明:(1)随着液化温度升高、磷酸用量增加、液化时间延长和液固比的增加,马占相思树皮液化物的残渣率均呈明显的下降趋势;(2)马占相思树皮磷酸催化液化程度对液化温度的变化更敏感。最佳液化工艺条件为:液化温度170℃,催化剂磷酸加入量为9%,液化时间2.5 h,液固比4.5:1,残渣率为20.1%;(3)液化产物树脂化合成表明,甲醛与液化产物摩尔比、反应温度及保温时间对液化产物树脂的粘度有显著影响。对树脂的胶合性能进行测试,结果表明,以其压制的3层胶合板强度符合国家标准中对Ⅰ类胶合板的胶合强度要求(≥0.7MPa)。     

稻草乙二醇液化产物中纤维素的变化研究

在硫酸催化剂作用下对稻草进行加溶剂液化,考察了稻草中主要成分纤维素的变化规律。通过设计液化温度、液化时间、催化剂用量、液固质量比（乙二醇∶稻草）等反应条件,跟踪了液化产物中纤维素的量变轨迹。结果表明：液化温度为90℃,液化时间为90 min,催化剂用量为1.50 mmol/g,液固质量比为7∶1时,液化产物中纤维素含量可达到58.3%。     

板栗苞液化技术研究(英文)

[目的]对板栗苞液化技术进行研究。[方法]对氢氧化钠、碳酸钠、醋酸(99.5%)、磷酸(85%)、盐酸(37%)和硫酸(98%)6种催化剂对板栗苞液化的影响进行研究,并分析在130、150和170℃液化反应温度下,浓硫酸、磷酸和浓盐酸加入量与苯酚的百分比为1～6%时,对板栗苞苯酚液化效果的影响。对150℃时,以加入量为4%的浓硫酸催化板栗苞苯酚液化产物与甲醛制成的树脂和传统酚醛树脂的性能进行分析。[结果]酸对板栗苞苯酚液化有较好的催化作用,且酸性越强对板栗苞苯酚液化催化效果越好;当反应温度为150℃,催化剂为4%浓硫酸是,板栗苞的苯酚液化效果最佳,液化率可以达到92.11%;当板栗苞粉与苯酚质量比为1∶3时,液化所得产物与甲醛反应所得酚醛树脂基本符合GB/T14732-93的要求。[结论]板栗苞液化制备酚醛树脂是可行的。     

木材防端裂剂的制备及应用

将自制的木材防端裂剂，涂饰木材端头，分析端部涂饰防端裂剂后的木材在不同环境中的干燥效果。结果表明：(1)木材涂饰防端裂剂后防裂效果良好，涂饰防端裂剂较未涂饰组，平均每块试材短裂纹数降低78.7%,长裂纹数降低76.9%;(2)温度为20℃、风速为1.8 m/s环境下，木材端部干燥速率较快且干燥效果较好；(3)m(成膜剂)∶m(填料)∶V(水)=3 g∶4 g∶3 mL的防端裂剂防裂效果最好，平均每块试材短裂纹数量降低了89.3%,长裂纹数量降低了88.5%;(4)防端裂剂易长时间储存，不影响后续使用。综合试验结果，自制的防端裂剂，制备工艺简单、制作成本低、易长时间保存，且涂饰后有较好的防裂效果。     

甜菜粕液化降解制备植物基多元醇的研究

本文研究了甜菜粕在固体硅钨酸为催化剂,聚乙二醇400和丙三醇为复合液化剂的体系中催化液化降解制备植物基多元醇的方法,考察了液化反应条件对甜菜粕液化反应及液化产物性质的影响。结果表明,在复合液化剂中PEG400/丙三醇质量比4:1,液固比8:1,液化温度175℃,催化剂用量8%,液化反应时间60min时,甜菜粕的最高液化率可达99.5%。所得液化产物的羟值为52mgKOH/g～82mgKOH/g,为低羟值植物基多元醇。