竹廢料液化產(chǎn)物制備可生物降解聚氨酯泡沫的研究.pdf

1、將廢棄的生物質(zhì)液化成化工原料，替代石化產(chǎn)品，可以減少廢棄物對環(huán)境的污染，減少人類對石化資源的消耗與依賴，同時使大量廢棄的生物質(zhì)資源被增值轉(zhuǎn)化。作為蓬勃發(fā)展中的生物柴油企業(yè)主要的聯(lián)產(chǎn)品，粗甘油的產(chǎn)量已經(jīng)超出傳統(tǒng)化工行業(yè)的需求，將粗甘油作為液化劑不僅可以降低液化成本，而且還能顯著抑制液化產(chǎn)物中木素碎片的二次縮合。本文利用聚乙二醇400與粗甘油的混合物為液化劑對竹廢料的液化進行了研究，將竹廢料液化產(chǎn)物(LB)作為反應(yīng)組分之一制備了環(huán)境友好的可

2、降解聚氨酯半硬質(zhì)泡沫。 本文對竹廢料的溶劑液化進行了系統(tǒng)的實驗研究，確定4/1(w/w)的聚乙二醇400與粗甘油為液化劑，濃硫酸為催化劑；研究了液化過程中液化溫度、固液比(竹廢料/液化劑，w/w)、催化劑用量、液化時間等主要參數(shù)對竹廢料液化效果的影響。在此基礎(chǔ)上，利用正交試驗在固液比3/10時優(yōu)化了竹廢料的液化工藝，得到最佳的工藝參數(shù)為催化劑用量4％，液化溫度170℃，液化時間150min；該條件下，液化竹廢料得到的液化產(chǎn)物殘渣

3、率0.615％，黏度977mPa·s；羥值200.39mgKOH/g，酸值48.36mgKOH/g，符合聚氨酯半硬質(zhì)泡沫對多元醇原料的要求。借助紅外光譜對其結(jié)構(gòu)進行分析，證明竹廢料液化產(chǎn)物是一種富含羥基的植物多元醇，且竹廢料中的纖維素及半纖維素被完全液化，木質(zhì)素部分被液化。 以竹廢料液化所得多元醇代替聚醚多元醇，采用全水發(fā)泡法制備具有良好性能的環(huán)境友好的聚氨酯半硬質(zhì)泡沫(LB-PU)。研究了異氰酸根指數(shù)、不同固液比的竹廢料液化產(chǎn)

4、物、水分含量、催化劑用量及硅油用量對聚氨酯泡沫性能的影響。對LB-PU泡沫的化學(xué)結(jié)構(gòu)、泡孔結(jié)構(gòu)及熱穩(wěn)定性進行了分析，紅外光譜分析表明LB-PU泡沫與普通PU泡沫具有相同的氨基甲酸酯基本結(jié)構(gòu)。SEM照片顯示，不同異氰酸根指數(shù)下的LB-PU泡沫的微觀結(jié)構(gòu)差別很大，異氰酸根指數(shù)為1.0時，泡孔結(jié)構(gòu)均勻，閉孔率高。而且泡孔結(jié)構(gòu)與其機械性能密切相關(guān)，泡孔結(jié)構(gòu)越均勻，閉孔率越高，泡沫的機械性能越好。TG和DSC分析發(fā)現(xiàn)LB-PU泡沫耐熱性比普通聚氨

5、酯泡沫耐熱性好。 通過土埋試驗和受控堆肥試驗對LB-PU泡沫的可生物降解性進行了研究，并以填充淀粉的LB-PU作為對比樣。土埋試驗表明LB-PU泡沫在土壤環(huán)境中能緩慢的降解，8個月后，填充淀粉LB-PU泡沫失重率達到6.59％，而未填充淀粉的LB-PU泡沫失重率為5.12％。45天的受控堆肥降解試驗后，LB-PU泡沫生物降解率達到了34.72％，而填充淀粉的生物降解率達到了38.57％。填充淀粉的LB-PU泡沫降解的快，主要是淀