木材的微波液化及硬質聚氨酯泡沫的制備.pdf

1、本文從有效的利用木材這一天然可再生資源和塑料廢棄物的角度出發(fā)；用廢舊（聚對苯二甲酸乙二醇酯PET）飲料瓶的醇解液做液化劑，微波輔助加熱，酸催化條件下對木材進行液化實驗；在雙金屬氰化物（MMC）作催化劑條件下，用環(huán)氧丙烷對液化產(chǎn)物進行改性，制備出穩(wěn)定的木材基聚醚多元醇；再和松香聚酯多元醇、催化劑、發(fā)泡劑等復配成組合聚醚多元醇，用于制備硬質聚氨酯泡沫。
　　1.在微波輔助加熱條件下，以二甘醇醇解的PET飲料瓶為液化劑，甘油做助劑，濃硫

2、酸催化液化木材，溫度在135℃以上，能在短時間內(nèi)使木材的液化率（WLR）達到99％以上。采用Design-Expert7.1對木粉微波液化試驗進行設計、結果分析和優(yōu)化。得到單個因素對木材液化率的影響順序是：溫度＞液固比＞時間；交互作用下，對木粉液化率的影響順序是：溫度×液固比＞時間×溫度＞時間×液固比。綜合各個因素得到，木粉液化率與各操作變量之間數(shù)學模型可表示為：WLR%=-514.5044+0.8852×A+6.6359×B+4.75

3、65×C+43.2323×D+0.0076×A+0.0025×AC-0.1000×AD-0.01583×BC-0.09083×BD-0.3000×CD-0.07628×A2-0.02195×B2-0.2199×C2-3.3858× D2。在給定的假設條件下，對木材液化進行表觀動力學分析得到，木材液化為木材殘渣率的二級動力學反應，Ea=1.78×105J/mol，在T=423 K時，反應速率常數(shù)k=0.891 L2/(s·mol)，指前因

4、子A=0.891e50.28(s·mol)·L-2。
　　2.通過對液化產(chǎn)物進行分離分析，得到液化產(chǎn)物中水萃取部分和乙酸乙酯萃取部分的含量；對比分析液化劑、不同時間的液化產(chǎn)物和同一時間不同萃取部分的液化產(chǎn)物的GPC和HPLC-MS/MS曲線，得到時間對液化產(chǎn)物的相對分子質量（Mr）的影響、各個萃取物的Mr分布情況、木材中木質素和纖維素的分子碎片和裂解產(chǎn)物的Mr分布，其中木質素部分裂解產(chǎn)物的Mr在200~400之間，纖維素裂解產(chǎn)物的

5、Mr在10000以上；有部分PET和木材成分的液化產(chǎn)物重新聚合生成的Mr也在10000以上，且不溶于水。分析得到液化產(chǎn)物的羥值、酸值、黏度都隨著時間的增加而增加；液化產(chǎn)物中水萃取部分隨著液化率的升高而降低，而乙酸乙酯萃取部分和乙酸乙酯不溶部分隨著液化率的升高而增加。
　　3.選用液化率在為99.16%的液化產(chǎn)物為起始劑，MMC為環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合的催化劑，通過改變環(huán)氧丙烷加入量制備出不同物性的木材基聚醚多元醇。分析得到隨著環(huán)氧丙烷的

6、加入量的增加得到木材基聚醚產(chǎn)物的羥值、酸值、粘度都有所下降，尤其是酸值和粘度下降較大；其相對分子質量分布變窄，熱穩(wěn)定性略有下降。紅外圖譜顯示，羥基的吸收峰強度隨著環(huán)氧丙烷的加入量而依次減小。用所制備出木材基聚醚多元醇和松香聚酯多元醇復配，采用一步法和異氰酸酯反應，合成了硬質聚氨酯泡沫塑料；測定泡沫的力學性能，并對泡沫塑料樣品進行了FT-IR、SEM和TGA研究分析。結果表明隨著木材基聚醚多元醇量由30%增加到70%，泡沫壓縮強度從0.0