聚乙二醇中竹粉液化的工艺研究
竹粉在多元醇中热化学液化的研究
竹粉在多元醇中热化学液化的研究杨小旭;庞浩;张容丽;颜永斌;廖兵【期刊名称】《聚氨酯工业》【年(卷),期】2008(23)5【摘要】以不同多元醇作为液化剂,硫酸为催化剂,在液固比为10∶3的条件下将竹粉一次性加入进行液化,研究了竹粉的液化效率,采用了分步液化法来降低液固比.结果表明,竹粉一次性加入进行液化,聚乙二醇(PEG-400)/甘油(质量比80/20)混和液化剂的液化效果最好;分步液化时在液固比为10∶6的情况下,PEG/甘油体系中的液化残渣率可控制在10%以内,同时液化产物还具有良好的流动性,羟值为230~310 mgKOH/g,适用于聚氨酯胶粘剂的制备.【总页数】4页(P16-19)【作者】杨小旭;庞浩;张容丽;颜永斌;廖兵【作者单位】中国科学院广州化学所纤维素化学重点实验室,510650;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院广州化学所纤维素化学重点实验室,510650;中国科学院广州化学所纤维素化学重点实验室,510650;中国科学院广州化学所纤维素化学重点实验室,510650;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院广州化学所纤维素化学重点实验室,510650【正文语种】中文【中图分类】TQ223.16【相关文献】1.不同液化条件对毛竹粉多元醇液化产物分子量的影响 [J], 张金萍;杜孟浩;王敬文2.微波液化竹粉及聚醚多元醇的制备 [J], 柴希娟;陶磊3.竹粉的多元醇液化及其在半硬质聚氨酯泡沫中的应用 [J], 徐莉莉;廖兵;年福伟;黄健恒;郭逗逗;邓慕健;庞浩4.木粉及其组分的多元醇酸催化热化学液化 [J], 张海荣;庞浩;石锦志;廖兵5.竹粉热化学液化的在线红外光谱分析 [J], 杨小旭;庞浩;张容丽;颜永斌;廖兵因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
聚乙二醇对竹粉聚乳酸复合材料的性能研究
聚乙二醇对竹粉聚乳酸复合材料的性能研究摘要为研究增韧剂聚乙二醇(PEG)对聚乳酸(PLA)/竹粉(BF)竹塑复合材料的性能影响,以聚乳酸为为基体材料,竹粉为增强、填充材料,采用注塑工艺制备了PLA/BF/ PEG复合材料。
探讨了PLA /BF/PEG复合材料的相容性、热性能、阻燃性能和力学性能,结果表明:PEG的增添显著改善了竹粉与PLA基体之间的相容性,提升了两者的界面粘合力;随着PEG含量的增加,复合材料的在第三阶段后的最大失重速率随之下降,表明PEG能够一定程度地增强复合材料的热稳定性;氧指数测定表明,PEG在本复合材料中的阻燃效果并不明显,力学性能测试表明随着PEG含量的上升,PLA/BF/ PEG复合材料的韧性随之增大,复合材料的拉伸强度却随之减小。
关键词:竹粉;聚乳酸;聚乙二醇;复合材料;性能AbstractFor the study of polyethylene glycol (PEG) toughening agent on the polylactic acid (PLA)/bamboo powder (BF) bamboo plastic composite performance impact, with polylactic acid as matrix material, to enhance bamboo powder, filling materials, the injection molding process BF/PEG/PLA composite materials was prepared.Discusses the compatibility of BF/PEG/PLA composite materials, thermal properties and flame retardant properties and mechanical properties, the results showed that the PEG addsignificantly improved the compatibility between bamboo powder and PLA matrix, improve the interface bonding strength of the two;With the increase of PEG content, composite material after the third stage of maximum weight loss rate drops, showed that PEG to a certain degree to increase the thermal stability of the composite;Oxygen index determination indicate that PEG in this composite flame retardant effect is not obvious, mechanics performance test show that with PEG content rise, BF/PEG/PLA composite materials toughness increase, the tensile strength of the composites was less.Key words: Bamboo powder;Polylactic acid;Polyethylene glycol;Composite materials;Performance目录摘要 IIAbstract III目录 IV1概述11.1聚乙烯(PE)竹塑复合材料21.2聚丙烯(PP)竹塑复合材料21.3聚氯乙烯(PVC)竹塑复合材料31.4课题研究背景及意义42实验部分52.1主要材料与试验设备52.1.1主要材料52.1.2试验设备52.2实验过程52.2.1 BF/PLA复合材料原料准备过程5 2.2.2 BF/PLA复合材料加工制备过程5 2.3测试与表征62.3.1扫描电镜(SEM)测试62.3.2热学性能测试62.3.3红外光谱(FT-IR)分析62.3.4阻燃性能测试62.3.5力学性能测试63结果与讨论63.1 SEM分析63.2 TG和DTG分析83.3红外分析93.4氧指数分析103.5力学性能分析104结论11谢辞12参考文献12聚乙二醇对竹粉/聚乳酸复合材料的性能研究1概述近年来,随着中国科技的迅猛发展、工业化极速加快,国内对石油、煤炭和金属矿物等不可再生资源的需求不断攀升,消耗量增大。
固体FePO4·2H2O催化竹粉液化制备糠醛
Furfuralproductionfrom bamboomealbyusing solidcatalystFePO4·2H2O
YEJun1,2,CHENShuigen2,LIJing2,LIUPeng2,XIAHaihong2,JIANGJianchun1,2
(1.InstituteofNewTechnologyofForestry,CAF,Beijing100091,China; 2.InstituteofChemicalIndustryofForestProducts,CAF,Nanjing210042,China)
收稿日期:20170605 修改稿日期:20170623 基金项目:国家自然科学基金重点项目(31530010);江苏省生物质能源与材料重点实验室项目(JSBEMS201502);中国
林业科学研究院林业新技术研究所项目(CAFYBB2016SY028) 作者简介:叶俊(1985-),男,安徽安庆人,中国林业科学研究院林产化学工业研究所助理研究员,博士,主要从事生物质
第 3期
叶俊等:固体 FePO4·2H2O催化竹粉液化制备糠醛
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见的生物质能源作物,具有生长速度快、种植面积广 等 优 点,其 通 过 转 化 可 以 制 备 高 值 化 学 品 及 燃 料[16]。本研究选用竹粉为原料,采用固体 FePO4· 2H2O催化竹粉液化制备糠醛,考察 FePO4·2H2O、 FePO4·2H2O与 盐 酸 协 同 催 化 及 反 应 工 艺 条 件 对 反应产物产率的影响。
作为当前唯一从农林废弃物中提炼的化工原 料,糠醛及其衍生物在树脂、医药、农药、石油和新能 源化工等多个领域中用途广泛[46]。生物质直接液
化制备糠醛的催化剂主要有无机酸、有机酸、路易斯 酸和固体酸。无机酸及路易斯酸在催化生物质制备 糠醛反应中具有很好的活性 。 [710] 然而,在催化过 程中无机酸及路易斯酸存在回收困难、对设备易造 成腐蚀等问题。固体酸在催化过程中存在易失活等 问题[1112]。文献报道[1315]固体 FePO4·2H2O在催 化纤维素转化过程中具有均相及非均相催化特性, 高 从而为糠醛制备过程中的异构化、脱水及水解反应 提供 Lewis/Brnsted协同催化。毛竹是中国一种常
竹粉在多元醇中热化学液化的研究
液 固比为 1 6 0:的情况下 ,E / P G 甘油体 系中的液化残渣率可控制在 1%以内, 0 同时液化产物还具有
良好 的流 动性 , 值为 2 0~ 1 g O / , 用 于聚氨 酯胶 粘剂 的制备 。 羟 3 3 0m K H g 适
关键 词 :竹粉 ; 液化 ; 多元 醇 ; 聚氨 酯
・
l 6・
聚氨酯工业
第2 3卷
竹 粉在 多元醇 中热 化 学液 化 的研 究
杨 小旭 庞 浩 张容丽 颜永 斌 廖 。 兵h 北 京 104 ) 009
(. 1 中国科 学院广 州化 学所纤 维素化 学重点 实验 室 505 )( . 160 2 中国科 学 院研 究 生院
摘
油 、E - 0 E P G4 / G混和液化剂( 0 质量 比均为8/0 体 02)
系 中 , 聚反应 没 有 发 生 , 反 应 时 间 的延 长 , 缩 随 残渣
分( 竹粉 中含有 的硅或其它难分解杂质 ) . % 。 38 图1 是竹粉和纤维素的红外吸收光谱图。
含量反而有所减少 , 当反应 3h后 , 体系中的残渣率 可达 到 5 以下 。甘油 、G这 种小 分 子醇 能与 液化 % E 生成的活性物质先发生 了反应 , 消耗 了反应中间体 的活性基团 , 避免 了一些交联大分 子物质 的生成。
第 5期
杨小旭等 ・ 竹粉在 多元 醇中热化 学液化的研究
・l 7・
学组 成主要 包括 纤 维 素 、 质 素 和半 纤维 。通过 硝 木 酸 乙醇 法 分 析 得 出其 中 纤 维 素含 量 为 4 . % ,% 86 l NO a H抽 出物 ( 质 素 以及 无 定 形 糖类 ) 64 , 木 3. % 灰
竹材酚醇液化及其应用研究进展
基金项目:浙江省科技计划项目(编号:2014F50019ꎬ2014C32043ꎬ2015C32070)ꎻ浙江省林业厅省院合作项目(编号:2013SY18)ꎮ作者简介:张文福(1987-)ꎬ男ꎬ助理研究员ꎬ硕士ꎬ从事生物质复合材料研究ꎮE-mail:zhangwenfu542697@163 comꎮ通信作者:刘乐群ꎬ教授级高级工程师ꎬ研究方向为木材科学与技术ꎮE-mail:llq234@sina comꎮ竹材酚醇液化及其应用研究进展张文福㊀方㊀晶㊀刘乐群(浙江省林业科学研究院杭州310023)摘㊀要:竹材酚醇液化是竹材综合利用的有效方法之一ꎬ通过溶剂反应破坏竹材纤维素的结晶结构㊁半纤维素和木质素高分子结构ꎬ使其分子链断裂ꎬ降解成带有反应活性的羟基化合物ꎬ可以用于制作胶黏剂㊁发泡材料和碳纤维等ꎮ文章分析了竹材液化原理㊁酚醇液化技术ꎬ以及竹材酚醇液化产物的应用研究现状ꎬ认为该领域今后需要加强基础理论和预处理技术的研究ꎬ尽快制定相关产品标准ꎬ实现竹材资源的高利用率和高附加值ꎮ关键词:竹材酚醇液化ꎻ液化原理ꎻ液化技术ꎻ应用研究DOI:10.13640/j.cnki.wbr.2016.02.008ResearchProgressonLiquefactionofBambooinPhenolandPolyhydricAlcoholsandItsApplicationZhangWenfu㊀FangJing㊀LiuLequn(ZhejiangForestryResearchInstituteꎬHangzhou310023ꎬZhejiangꎬChina)Abstract:Liquefactionofbambooinphenolandpolyhydricalcohols(abbreviation:LB-PPA)isoneoftheeffectivemethodsforimprovedcomprehensiveutilizationofbamboo Themolecularchainisrupturedbydamagingcrystallizationstructureofcelluloseꎬhemicelluloseandligninmacromoleculestructurethroughsolventreactionꎬwhichmakesbamboodegradedintohydroxylcompoundswithactivereactions Theproductscanbeusedasadhesivesꎬfoamingmaterialsꎬcarbonfiberꎬetc Thispaperanalyzedthebambooliquefactionprincipleꎬliquefactiontechnologyꎬandtheappliedstudyofbambooliquefiedproducts FuturestudiesshouldbemorefocusedonthebasictheoryandpretreatmenttechniqueꎬandrelevantproductstandardsshouldbeformulatedsoastorealizehighutilizationrateandhighaddedvalueofbambooresourcesKeywords:LB-PPAꎬliquefactionprincipleꎬliquefactiontechnologyꎬappliedresearch㊀㊀竹子是我国森林资源的重要组成部分ꎬ素有 第二森林 之称ꎬ具有生长周期短㊁产量高㊁强度高㊁环保及可再生等特点ꎮ然而ꎬ由于竹材中空壁薄㊁尖削度大㊁竹青和竹黄用传统木材胶黏剂难于胶合ꎬ造成了竹材利用率偏低ꎬ常见的竹材产品利用率低于40%ꎬ且产生大量的加工剩余物ꎬ造成环境污染及资源浪费ꎻ此外ꎬ竹材产品的劳动生产效率偏低ꎬ以竹条或竹篾为单元的竹产品质量不稳定ꎬ竹材工业附加值整体水平不高[1-2]ꎮ因此ꎬ提高竹材利用率ꎬ提升竹材产品的附加值ꎬ开辟竹材利用新领域ꎬ对有效利用竹材资源具有重要意义ꎮ竹材酚醇液化是竹材综合利用的有效方法之一ꎬ是利用苯酚㊁聚乙二醇-400㊁乙二醇等一种或多种溶剂为液化剂ꎬ在催化剂的作用下转化为液体(热化学过程)ꎬ并转变为应用价值㊁产品价值极高的高分子材料[3-6]ꎮ研究表明ꎬ在竹材液化反应中ꎬ竹材组分主要发生分解㊁酚化(醇化)和再缩聚3类反应ꎬ其中竹材组分的分解在液化反应的初期即开始进行ꎬ酚化(醇化)与再缩聚则是2个竞争反应ꎬ这2种反应竞争的结果决定着最终竹材液化产物的结构特性ꎮ这种通过液化方式将固态竹材中的高分子成分转化为具有一定反应活性的液态小分子ꎬ特别是具有生物降解性能的材料ꎬ对于开拓竹材加工新领域㊁缓解能源和原料紧张的局面具有重要意义ꎮ1竹材酚醇液化技术1 1竹材液化原理竹材作为一种天然生物材料ꎬ宏观结构区别于木材ꎬ具有中空壁薄的天然筒体结构ꎬ外侧组织致密㊁质地坚韧ꎬ内侧组织疏松㊁质地脆弱ꎬ比强度和比刚度高于木材[1ꎬ7]ꎮ但是ꎬ竹材与木材的化学成分类似ꎬ主要为纤维素㊁半纤维素和木质素ꎬ另外还有少量的抽提物和灰分ꎮ成熟竹材的纤维素含量在40%~60%ꎬ略高于木材ꎬ纤维素分子中的羟基易于和分子内或相邻的纤维素分子上的含氧基团之间形成氢键ꎬ这些氢键使很多纤维素分子共同组成结晶结构ꎬ组成复杂的微纤维㊁结晶区和无定形区等聚合物ꎬ结晶结构使纤维素聚合物显示出刚性和高度水不溶性ꎮ因此ꎬ竹材在液化过程中ꎬ关键在于破坏纤维素的结晶结构ꎬ材料中纤维素最难被液化ꎬ液化需要的条件要求最高[1ꎬ8]ꎮYamada等[9]研究了纤维素苯酚液化产物中低分子质量的组分包括5-羟甲基糠醛(HMF)㊁低聚糖和葡萄糖等ꎬ纤维素首先在高温㊁湿热条件下降解为低聚糖ꎬ后者又继续降解成葡萄糖ꎬHMF则是葡萄糖连续脱水后的产物ꎮ竹材半纤维素的含量在20%~32%ꎬ其中戊聚糖含量约占95%ꎬ可以用于反映半纤维素含量ꎬ它是半纤维素中以木糖基为主链的一种高聚糖ꎬ经酸水解ꎬ可生成木糖和阿拉伯糖ꎮ而戊聚糖经水解后得到的木糖ꎬ可发酵生产酵母㊁氢化生产木糖醇㊁醋化生产乳化剂㊁酸处理生产糖醛ꎮ竹材的戊糖含量与阔叶材相近ꎬ明显高于针叶材(10%~15%)ꎮ半纤维素排列松散ꎬ无晶体结构ꎬ故比较容易被液化分解ꎮ竹材木质素是典型的草本木素ꎬ基本单元组成与阔叶材类似ꎬ由对羟基苯丙烷㊁愈创木基苯丙烷㊁紫丁香基苯丙烷按10ʒ68ʒ22的分子比组成ꎬ含量为20%~30%ꎬ与阔叶材接近ꎬ比针叶材稍低ꎬ而木质素的分子结构中存在着芳香基㊁酚羟基㊁醇羟基㊁碳基共扼双键等活性基团ꎬ可进行包括缩聚㊁接枝共聚等在内的许多种反应ꎬ便于液化产物的后续反应[1ꎬ8]ꎮHaw等[10]研究发现ꎬ木质素结构单元之间醚键和碳碳键相联ꎬ其中烷基醚键在220ħ时发生断裂ꎬ即木质素的液化反应首先是烷基醚键的断裂反应ꎬ同时还伴随有烷基链的脱水ꎬ当温度升高到335ħ时ꎬ甲氧基开始脱落ꎬ芳香环在此温度下开始发生重新组合ꎮEdita等[11]研究发现ꎬ木质素与多羟基醇发生缩合反应导致最终产物相对分子量的增加ꎬ醇液化为液化产物提供了端羟基和次羟基ꎬ增加木质素的反应活性点ꎬ提高了材料在多羟基醇液化溶剂中的可溶性ꎮ竹材提取物是指用冷水㊁热水㊁醚㊁苯㊁醇或氢氧化钠等化学溶剂从竹材中抽提的物质ꎮ一般竹材中冷水提取物约占2 5%~5 0%ꎬ热水提取物约占5 0%~12 5%ꎬ醚醇提取物约占3 5%~9 0%ꎬ1%NaOH提取物约占21%~31%ꎮ竹材的各种提取物含量一般都高于木材ꎬ特别是1%NaOH提取物显著较高ꎮ当1%NaOH抽提物含量过高时ꎬ材料中的低中级碳水化合物易分解ꎬ产生淀粉胶ꎬ易形成黏稠状物质ꎬ不利于液化反应[1ꎬ8]ꎮ1 2竹材液化技术竹材酚醇液化技术就是利用苯酚㊁聚乙二醇-400㊁乙二醇等一种或多种溶剂为液化剂ꎬ硫酸㊁盐酸㊁磷酸等为催化剂ꎬ对竹材进行溶剂液化反应ꎬ通过破坏纤维素的结晶结构㊁半纤维素和木质素高分子结构ꎬ使其分子链断裂ꎬ降解成带有反应活性的羟基化合物ꎮ傅深渊等[5ꎬ12-13]以苯酚为液化剂对竹材残料进行液化ꎬ研究认为:在液化温度115ħ㊁酚竹比为2ʒ1~1ʒ1时可实现液化ꎬ并能得到流动度较好的液化液ꎻ选用硫酸为催化剂ꎬ竹粉液化速度快ꎬ结合酚高ꎬ增稠快ꎬ竹粉液化量少ꎻ用磷酸作为催化剂ꎬ液化速度慢ꎬ液化效果差ꎬ残渣多ꎻ用盐酸为催化剂ꎬ速度快ꎬ结合酚适中ꎬ液化液流动性好ꎬ残渣率低ꎻ用氟化硼为催化剂ꎬ速度快ꎬ结合酚适中ꎬ液化液流动性好ꎬ残渣率低ꎻ选择盐酸与氟化硼液化效果较好ꎬ并在添加量大于5%时几乎可实现全液化ꎬ竹材的液化效果优于木材ꎮ李小科㊁孙丰文㊁张金萍㊁方向宏等[14-17]以苯酚为液化剂㊁硫酸为催化剂ꎬ研究了反应温度㊁反应时间㊁液固质量比和催化剂用量4种因素对竹材液化工艺的影响ꎮ其中孙丰文[15]研究认为ꎬ在相同催化剂条件下ꎬ液化温度对液化效果的影响最为显著ꎬ其次是液比和液化反应时间ꎻ在液化60min㊁反应温度145ħ㊁液比为3 5㊁催化剂用量为4%时ꎬ竹材液化率可以达到99 1%ꎬ结合酚含量为62 5%ꎮ栾复友㊁傅深渊等[18-19]以苯酚为液化剂㊁碳酸钾为催化剂研究得出:碳酸钾的加入有利于高分子组分的降解与体系内结合酚的生成ꎬ液化温度的升高使得体系中的结合酚含量达到饱和ꎬ对于未添加碳酸钾催化剂体系的饱和液化温度为150ħꎬ添加催化剂体系饱和液化温度为130ħꎮ柴希娟[20]以苯酚为液化剂㊁浓硫酸为催化剂采用微波辅助液化研究得出:微波加热8min㊁液固比4 5㊁反应温度150ħ㊁催化剂用量9%㊁微波功率500Wꎬ液化产物的的残渣率仅为0 327%ꎻ在微波液化过程中ꎬ温度是影响液化效率最主要的因素ꎬ然后依次是催化剂用量㊁反应时间㊁液固比ꎮ刘玉环㊁高龙兰等[21]以不同比例的碳酸亚乙酯和乙二醇为混合液化剂㊁硫酸为催化剂研究得出:50%碳酸亚乙酯和50%乙二醇组成的混合液化剂ꎬ添加相当于液化剂质量3%的浓硫酸为催化剂ꎬ在(150ʃ5)ħ和常压条件下液化150minꎬ竹屑液化效果最好ꎮ此后ꎬ又以聚乙二醇-400与粗甘油为混合液化剂㊁浓硫酸为催化剂研究得出:当用质量比4ʒ1的聚乙二醇-400与粗甘油混合试剂ꎬ温度160ħ㊁浓硫酸用量为3%㊁竹屑添加量30%㊁反应120min时ꎬ竹屑液化率可达到95%ꎬ液化产物羟值为205mg(KOH)/gꎬ黏度为890mPa s[22-23]ꎮ杨小旭等[24]分别以聚乙二醇-400㊁乙二醇和甘油为液化剂㊁硫酸为催化剂ꎬ在液固比为10ʒ3的条件下对竹粉进行液化ꎬ并采用分步液化法来降低液固比ꎬ研究得出:质量比4ʒ1的聚乙二醇-400和甘油混合试剂液化效果最好ꎬ分步液化时在液固比为10ʒ6的情况下ꎬ聚乙二醇-400和甘油体系液化残渣率可控制在10%以内ꎬ同时液化产物还具有良好的流动性ꎬ羟值为230~310mg(KOH)/gꎮ张金萍等[25-26]以聚乙二醇-400㊁丙三醇为液化剂㊁硫酸为催化剂研究得出:液化产物羟值28~142 63mg/gꎬ黏度100~840mPa sꎬ液固比越大ꎬ竹粉越容易降解ꎬ硫酸用量的增加加快了反应速度ꎻ当增大到4%时ꎬ部分液化产物发生缩聚反应导致分子量增大ꎬ分子量分布变宽ꎻ最佳液化工艺为:聚乙二醇-400与丙三醇质量比80ʒ20ꎬ硫酸用量3%ꎬ液化温度160ħꎬ液固质量比3 5ʒ1ꎬ液化时间90minꎬ竹粉液化产生降解和缩聚反应所需的时间要比桦木等木材短ꎮ周厚德等[27]用90%的醋酸溶液处理毛竹ꎬ提取醋酸木质素ꎬ依次选用乙二醇㊁丙三醇㊁苯酚及乙二醇/苯酚混合液(质量比为8)等溶剂为液化剂ꎬ硫酸为催化剂ꎬ研究得出:相同条件下ꎬ乙二醇作为液化剂残渣率最低ꎬ液化效果最好ꎬ苯酚作为液化剂则残渣率高ꎬ苯酚液化木质素的产生不溶于水的酚木质素ꎮ柴希娟等[28]以聚乙二醇-400为液化剂㊁硫酸为催化剂研究得出:在液固比(液化剂与竹粉之比)为3ʒ1㊁催化剂的用量为竹粉的6%㊁反应温度为150ħ㊁反应时间为2h的条件下ꎬ液化渣含量可低至1 67%ꎬ液化效率达98 33%ꎻ在液化过程中ꎬ液化产物的羟值随时间的增加而减小ꎬ而酸值随液化时间的增加而增加ꎻ竹粉在液化初期主要是无定形结构木质素以及低聚糖类物质的醇解ꎬ液化后期才是纤维素分子链的断裂降解ꎮ此后ꎬ采用微波辅助液化ꎬ在保持较高液化率的前提下ꎬ可以将液化时间从2h缩短至8minꎬ显著降低了液化时间[29]ꎮ卢婷婷等[30-31]以聚乙二醇-400和丙三醇为混合液化剂ꎬ分别采用盐酸㊁磷酸和硫酸3种无机酸为催化剂ꎬ研究得出:硫酸为催化剂ꎬ竹材废料的液化效果较好ꎻ在液化60min㊁液化温度150ħ㊁液固比(液化剂/竹材)为4 0和硫酸用量6%的条件下ꎬ竹材废料的液化率可达95%以上ꎻ竹材废料残渣率均随催化剂用量的增加先下降后趋平衡ꎬ后期甚至有上升的趋势ꎬ催化剂在加速液化反应的同时也在促进液化产物的缩合ꎮ廖益强等[32]采用亚临界无水乙醇液化工艺㊁硫酸为催化剂研究得出:影响竹材液化率的大小顺序为:反应温度>反应时间>液固质量比>催化剂用量ꎻ最佳条件为液化温度160ħ㊁液固质量比12ʒ1㊁催化剂用量2%㊁反应时间60minꎬ液化率高达为86 44%ꎮ钱善勤等[33]以乙二醇为液化剂㊁硫酸为催化剂㊁微波辅助液化研究得出:最佳工艺条件为反应温度170ħ㊁反应时间4min㊁催化剂浓硫酸用量5%㊁乙二醇与竹粉的质量比为6ʒ1ꎬ竹粉的液化率可达97 53%ꎮ在液化过程中ꎬ液化反应温度对液化效果的影响最为显著ꎬ其次为液化反应时间㊁催化剂用量和乙二醇与竹粉质量比ꎮ刘乐群等[34-35]以苯酚和聚乙二醇-400为混合液化剂㊁盐酸为催化剂对竹材进行液化研究得出ꎬ在液固比1 2(液化试剂与竹碎料比)㊁苯酚用量50%㊁盐酸用量25%㊁温度130ħ㊁时间50min的条件下ꎬ竹材的液化率可达到85 76%ꎮ2竹材液化应用研究在实际应用中ꎬ往往根据液化产物的最终用途不同而选择不同的液化溶剂ꎮ若采用苯酚为液化溶剂ꎬ其液化产物通常用于制备酚醛类树脂㊁发泡材料㊁模压材料㊁碳纤维等ꎮ若采用多羟基醇ꎬ如乙二醇㊁聚乙二醇或两者的混合溶剂等作液化溶剂ꎬ则液化产物主要用于制备聚氨酯胶黏剂或聚氨酯泡沫等ꎮ2 1苯酚液化应用利用苯酚对竹材进行液化ꎬ所得的液化产物不能直接使用ꎬ需经过树脂化合成竹材液化酚醛树脂ꎬ才可以用于制作胶黏剂㊁发泡材料㊁碳纤维材料等ꎮ傅深渊㊁孙丰文㊁李小科等[12ꎬ14-15ꎬ36-38]利用竹材液化产物合成竹材液化酚醛树脂胶黏剂ꎬ研究认为:竹材液化酚醛树脂的胶合性能受苯酚与甲醛的摩尔比影响ꎬ当甲醛摩尔数提高时ꎬ胶合强度㊁木破率增大ꎬ储存期也缩短ꎻ而合理控制苯酚与甲醛的摩尔比ꎬ其制备的胶合板胶合强度均能满足国家标准要求ꎮ利用DSC分析表明ꎬ液化胶黏剂缩合反应温度低于酚醛树脂胶粘剂ꎬ固化温度低于酚醛树脂胶粘剂ꎬ固化温度大约为130ħꎮ刘晓欢㊁张金萍等[39-41]利用竹材液化产物合成了可发性竹材液化酚醛树脂ꎬ利用吐温-80作为表面活性剂㊁对甲苯磺酸和磷酸作为混合固化剂㊁正戊烷作为发泡剂制备了酚醛发泡材料ꎬ研究得出:竹粉液化产物制备的酚醛泡沫塑料密度为20 78~81 51kg/m3ꎬ压缩强度为18~57N/cm2ꎮ张建辉[42-43]利用竹材液化产物ꎬ在纺丝速率为800r/min㊁合成温度为120ħ㊁合成剂用量为5%㊁合成升温时间为30min时ꎬ制备的原丝平均直径为28μm㊁平均拉伸强度为194MPa㊁平均拉伸模量为38 20GPa㊁平均断裂伸长率为1 76%ꎮ2 2醇液化应用利用聚乙二醇-400㊁乙二醇或丙三醇中的一种或多种溶剂进行竹材液化得到多羟值化合物ꎬ通过添加催化剂(二丁基二月桂酸锡)㊁稳定剂(硅油)㊁发泡剂(水)㊁异氰酸酯等ꎬ可以制备性能优良的聚氨酯发泡材料ꎮ刘玉环等[21]利用竹材液化产物制备的聚氨酯泡沫材料表观密度为33 6kg/m3㊁压缩强度118kPa㊁弹性模量6 91MPaꎮ高龙兰[22]研究了异氰酸酯指数对泡沫微观结构的影响ꎬ认为:当异氰酸根指数太低时ꎬ泡孔结构不均匀ꎬ甚至塌泡ꎬ随着异氰酸酯指数的增大ꎬ泡孔壁逐渐变厚ꎻ当异氰酸根指数为1 0时ꎬ泡孔结构均匀ꎬ闭孔率高ꎬ泡孔呈球形ꎻ而且泡沫的泡孔结构与其机械性能是密切相关的ꎬ泡孔结构均匀ꎬ闭空率越高ꎬ泡沫的机械性能越好ꎬ利用竹材液化树脂制备的泡沫耐热性比普通聚氨酯泡沫耐热性好ꎮ卢婷婷[44-45]利用竹材液化产物代替部分聚醚多元醇制备了聚氨酯泡沫材料ꎮ聚氨酯泡沫材料的合成受液化产物用量㊁异氰酸酯根数㊁发泡剂用量㊁催化剂及泡沫稳定剂用量等多种因素的影响ꎬ当竹材液化产物添加40%~50%时可得到性能较好的聚氨酯泡沫材料ꎮ周厚德[27]将竹材通过有机溶剂制浆法得到的高纯度木质素ꎬ利用乙二醇液化制备天然的生物柴油抗氧化剂ꎮ2 3酚醇复合液化应用利用苯酚和聚乙二醇-400混合液对竹材进行液化ꎬ再经过树脂化合成具有高羟值化合物ꎬ通过添加表面活性剂(吐温-80和OP-乳化剂)㊁固化剂(对甲苯磺酸和磷酸)㊁发泡机(正戊烷)和异氰酸酯等ꎬ可以制备适用于墙体的保温发泡材料ꎮ刘乐群㊁刘杨等[3-4ꎬ34ꎬ46-48]制得发泡材料的表观密度约0 14g/cm3ꎬ压缩强度达454 5KPaꎬ氧指数达到41%ꎬ该材料易于被微生物降解ꎻ经干热㊁湿热老化处理后ꎬ材料的质量降低ꎬ压缩强度反而提升ꎻ经氙光辐照处理后ꎬ其质量和压缩强度下降ꎻ在实际应用中ꎬ该材料经覆面处理后ꎬ可作为芯材用作建筑外墙保温材料ꎮ方晶等[49]研究认为:质量填充系数从1 73增至2 73ꎬ发泡材料的压缩强度增强ꎬ热稳定性能良好ꎬ阻燃性能略有下降ꎮ当质量填充系数为2 27时ꎬ发泡材料的压缩强度为0 15MPaꎬ氧指数为31%ꎬ可满足外墙泡沫保温材料的性能要求ꎮ张文福等[50]研究得出:随着异氰酸酯添加量的增加ꎬ材料泡孔结构更加均匀ꎬ材料压缩强度得到增强ꎬ最高可以达到0 399MPaꎬ材料的氧指数呈先增大后减小的趋势ꎬ最高可以达到48 8%ꎮ此外ꎬ材料类聚氨酯发泡体增加异氰酸酯使用量ꎬ降低了材料的质量损失率ꎬ缩小了材料压缩强度变化幅度ꎬ但是添加过量的异氰酸酯会导致材料变脆ꎮ3小结竹材酚醇液化技术有效地提升了竹材利用的附加值ꎬ丰富了竹材的用途ꎬ提高了竹材的利用率ꎬ是实现了全竹利用的重要途径之一ꎮ目前ꎬ竹材酚醇液化的利用在液化技术和液化应用等方面已经取得了显著的成果ꎬ但是在实际生产应用过程中ꎬ还有许多问题需要改善ꎮ1)加强基础研究ꎬ实施竹材各种组分分级利用ꎮ竹材化学成分同木材一样ꎬ主要包括纤维素㊁半纤维素和木质素ꎬ3种组分的化学结构复杂ꎬ液化难易程度不同ꎮ在液化过程中ꎬ由于原材料成分组成不一致ꎬ在固定的液化工艺条件下ꎬ易造成液化产物性能不稳定ꎬ而对竹材3大组分实施分级利用ꎬ可以提高液化产物的质量和稳定性ꎮ2)完善预处理技术ꎬ优化液化工艺ꎮ在竹材酚醇液化利用过程中ꎬ竹材一般经过粉碎处理ꎬ直接选用强酸作为催化剂ꎬ易造成人体皮肤和设备腐蚀㊁环境污染ꎬ在高温条件下合成的液化产物ꎬ易挥发出刺激气味ꎬ对人体产生危害ꎮ因此ꎬ需要进一步完善预处理ꎬ可以通过蒸汽爆破或采用酸㊁碱㊁次氯酸钠等化学办法ꎬ进行预处理ꎬ破坏竹材木质素对纤维素的保护ꎬ破坏纤维素的晶体结构ꎬ增大液化剂与纤维素㊁半纤维㊁木质素的接触面积ꎬ提高液化率ꎬ优化液化工艺ꎮ3)制定相关产品标准ꎬ推动竹材液化产物的工业化利用ꎮ竹材酚醇液化技术生产的产品主要包括胶黏剂㊁发泡材料和碳纤维等ꎬ目前仅有竹材发泡材料的林业行业标准[51]ꎬ还没有关于竹材液化胶黏剂或生物质液化胶黏剂的标准ꎬ这就造成了使用不同工艺或者配方制备出的胶黏剂质量差别较大ꎬ评价方法单一㊁不统一ꎬ因此亟需制定相关产品标准ꎬ推动竹材酚醇液化技术走向产业化ꎮ参考文献[1]㊀江泽慧.世界竹藤[M].沈阳:辽宁科学技术出版社ꎬ2002.[2]㊀于文吉.我国高性能竹基纤维复合材料的研发进展[J].木材工业ꎬ2011ꎬ25(1):6-8ꎬ29.[3]㊀刘乐群ꎬ孙丰文ꎬ刘杨ꎬ等.竹材液化制备墙体新材料的研究进展[J].木材工业ꎬ2012ꎬ26(1):15-19.[4]㊀刘乐群ꎬ钱华ꎬ王进ꎬ等.竹材液化树脂发泡材料的性能与技术要求[J].木材工业ꎬ2012ꎬ26(5):9-13.[5]㊀傅深渊ꎬ马灵飞ꎬ李文珠.竹材液化及竹材液化树脂胶性能研究[J].林产化学与工业ꎬ2004ꎬ24(3):42-46.[6]㊀左志越ꎬ蒋剑春ꎬ徐俊明.纤维类生物质的溶剂液化及在聚氨酯材料中的应用[J].纤维素科学与技术ꎬ2010ꎬ18(4):55-64.[7]㊀张文福ꎬ王戈ꎬ程海涛ꎬ等.圆竹的应用领域与研究进展[J].竹子研究汇刊ꎬ2011ꎬ30(2):1-4.[8]㊀张文福ꎬ方晶ꎬ刘乐群.10种林业生物质资源化学成分及液化应用分析[J].林业科技ꎬ2015ꎬ40(6):38-41.[9]㊀YamataTꎬOnoHꎬOharaSꎬetal.CharacterizationoftheproductsresultingfromdirectliquefactionofcelluloseI:Identificationofintermediatesandtherelevantmechanismindirectphenolliquefactionofcelluloseinthepresenceofwater[J].MokuzaiGakkaishiꎬ1996ꎬ42(11):1098-1104.[10]㊀HawJFꎬSchultzTP.Carbon-13CP/MASNMRandFT-IRstudylowtemperatureligninpyrolysis[J].Holzforchungꎬ1985ꎬ39(5):289-296.[11]㊀EditaJꎬMatjazKꎬClaudiaC.Ligninbehaviourduringwoodliquefaction-Characterizationbyquantitative31Pꎬ13CNMRandsize-exclusionchromatography[J].CatalysisTodayꎬ2010ꎬ156(1-2):23-30.[12]㊀傅深渊ꎬ余仁广ꎬ杜波ꎬ等.竹材残料液化及其液化物胶粘剂的制备[J].林产工业ꎬ2004ꎬ31(3):35-38.[13]㊀徐明.毛竹材的热解及液化特性研究[D].浙江临安:浙江林学院ꎬ2007.[14]㊀李小科.竹材加工剩余物酚化及其胶粘剂制造技术[D].南京:南京林业大学ꎬ2006.[15]㊀孙丰文ꎬ李小科.竹材苯酚液化及胶黏剂制备工艺[J].林产化学与工业ꎬ2007ꎬ27(6):65-70.[16]㊀张金萍ꎬ杜孟浩ꎬ王敬文ꎬ等.竹粉苯酚液化工艺优化及产物结构表征[J].纤维素科学与技术ꎬ2009ꎬ17(3):1-6.[17]㊀方向宏ꎬ方红霞.竹粉酚化配方和工艺条件的研究[J].黄山学院学报ꎬ2010(3):35-37.[18]㊀栾复友.竹材树脂化的基础研究[D].浙江临安:浙江农林大学ꎬ2010.[19]㊀傅深渊.竹材液化㊁树脂化反应动力学及其生成物的性能[D].北京:北京林业大学ꎬ2010.[20]㊀柴希娟.微波加热下竹粉苯酚液化的优化工艺研究[J].西南林业大学学报ꎬ2014ꎬ34(2):108-110.[21]㊀刘玉环ꎬ高龙兰ꎬ罗爱香ꎬ等.毛竹屑与玉米淀粉共液化产物制备聚氨酯泡沫研究[J].高分子学报ꎬ2008(6):544-549.[22]㊀高龙兰.竹废料液化产物制备可生物降解聚氨酯泡沫的研究[D].南昌:南昌大学ꎬ2008.[23]㊀刘玉环ꎬ高龙兰ꎬ彭红ꎬ等.竹废料液化制备多羟基化合物研究[J].现代化工ꎬ2008ꎬ28(增刊2):214-217.[24]㊀杨小旭ꎬ庞浩ꎬ张容丽ꎬ等.竹粉在多元醇中热化学液化的研究[J].聚氨酯工业ꎬ2008ꎬ23(5):16-19.[25]㊀张金萍ꎬ杜孟浩ꎬ王敬文.不同液化条件对毛竹粉多元醇液化产物分子量的影响[J].江西农业大学学报ꎬ2010ꎬ32(6):1191-1194.[26]㊀张金萍ꎬ杜孟浩ꎬ王敬文ꎬ等.毛竹多元醇液化及液化产物的分析[J].纤维素科学与技术ꎬ2010ꎬ18(2):15-21.[27]㊀周厚德.毛竹木质素的提取及其液化制备生物柴油抗氧化剂的研究[D].南昌:南昌大学ꎬ2010.[28]㊀柴希娟ꎬ罗儒芳.聚乙二醇中竹粉液化的工艺研究[J].西南林学院学报ꎬ2011ꎬ31(5):83-86.[29]㊀柴希娟ꎬ陶磊.微波液化竹粉及聚醚多元醇的制备[J].纤维素科学与技术ꎬ2014ꎬ22(1):1-4ꎬ11.[30]㊀卢婷婷ꎬ房桂干ꎬ卓治非.酸催化竹材废料多羟基醇液化特性研究[J].化工中间体ꎬ2013(6):32-37.[31]㊀卢婷婷ꎬ房桂干ꎬ沈葵忠ꎬ等.竹材废料多元醇液化的工艺研究[J].化工新型材料ꎬ2014ꎬ42(10):97-101.[32]㊀廖益强ꎬ郭银清ꎬ卢泽湘ꎬ等.竹粉乙醇液化及其产物表征[J].中国农业大学学报ꎬ2014ꎬ19(2):43-50.[33]㊀钱善勤ꎬ文胜ꎬ廖政达ꎬ等.竹粉乙二醇微波液化工艺的优化[J].湖北农业科学ꎬ2015ꎬ54(5):1166-1168.[34]㊀刘杨.竹材液化发泡材料制备及应用基础研究[D].南京:南京林业大学ꎬ2012.[35]㊀刘杨ꎬ刘乐群ꎬ王宇红ꎬ等.竹材加工剩余物液化及液化产物制备发泡树脂的工艺研究[J].木材工业ꎬ2012ꎬ26(2):10-13.[36]㊀孙丰文ꎬ黄慧ꎬ李小科ꎬ等.竹材苯酚液化物及其甲醛树脂的FT-IR分析[J].林产化学与工业ꎬ2008ꎬ28(6):11-14.[37]㊀傅深渊ꎬ栾复友ꎬ程书娜.竹材液化物酚醛树脂胶固化及固化动力学研究[J].生物质化学工程ꎬ2009ꎬ43(4):33-37.[38]㊀刘晓欢ꎬ傅深渊ꎬ许玉芝ꎬ等.固化温度对液化竹基酚醛泡沫塑料热稳定性影响[J].工程塑料应用ꎬ2013ꎬ41(11):14-18.[39]㊀刘晓欢ꎬ傅深渊ꎬ宗恩敏.发泡性竹材苯酚液化物/多聚甲醛树脂的合成研究[J].粘接ꎬ2011ꎬ32(6):56-59.[40]㊀刘晓欢.毛竹苯酚液化物㊁多聚甲醛树脂的合成及其泡沫体的制备研究[D].浙江临安:浙江农林大学ꎬ2011.[41]㊀张金萍ꎬ杜孟浩ꎬ王敬文.竹粉苯酚液化物制备酚醛泡沫塑料技术研究[J].安徽农业科学ꎬ2010(28):15710-15713.[42]㊀张建辉ꎬ赵广杰.竹材液化物碳纤维原丝优化制备工艺[J].林产工业ꎬ2010(3):49-52.[43]㊀张建辉.竹材液化物碳纤维的制备㊁结构与性能表征[D].北京:北京林业大学ꎬ2010.[44]㊀卢婷婷ꎬ房桂干ꎬ王戈ꎬ等.竹屑常压酸催化液化产物的制备与表征[J].化工科技ꎬ2014ꎬ22(2):12-15.[45]㊀卢婷婷ꎬ房桂干ꎬ王戈ꎬ等.竹材废料多元醇液化产物制备聚氨酯泡沫材料研究[J].江苏造纸ꎬ2015(2):22-28.[46]㊀刘乐群ꎬ汪洪根ꎬ孙丰文ꎬ等.竹材液化树脂发泡材料发泡工艺的研究[J].木材工业ꎬ2012ꎬ26(3):11-14.[47]㊀刘乐群ꎬ王进ꎬ钱华ꎬ等.竹材液化树脂发泡材料的性能测试及应用评价[J].木材工业ꎬ2012ꎬ26(4):5-8.[48]㊀刘乐群ꎬ王进ꎬ张文福ꎬ等.竹材液化树脂发泡材料的降解性能和热老化性能评价[J].木材工业ꎬ2012ꎬ26(6):4-8.[49]㊀方晶ꎬ张文福ꎬ刘乐群ꎬ等.质量填充系数对竹材液化树脂发泡材料性能的影响[J].木材工业ꎬ2015ꎬ29(3):10-13.[50]㊀张文福ꎬ方晶ꎬ刘乐群ꎬ等.异氰酸酯对竹材液化发泡材料性能的影响[J].林业科技开发ꎬ2015ꎬ29(5):85-88.[51]㊀国家林业局.竹材液化发泡工程材料通用技术要求:LY/T2484-2015[S].北京:中国标准出版社ꎬ2015.。
竹粉/低密度聚乙烯复合材料的动态流变特性
冷却 破碎后注塑成 型 , 并对注塑试样进行 了一 系列的动 态流变测 试 , 括应 变扫 描、 度扫描 及频率 扫描下 的流变 行为 。 包 温 应变扫描结果表明 , 与单纯 的竹粉/ D E体 系相 比 , LP 添加助剂的复合体系在 更大 的应变范 围内属于线性 粘弹行为 ; 温度 对 复合体系的动态流变行为有显著影响 , 中偶联剂的添加可有效改 善竹粉 与基 体 的相 容性 ; 率扫描表 明 , 加偶联 剂等 其 频 添 助剂均有助于促进竹粉在塑料基体 中的均匀分散 。 关键词 : 竹粉 ; 低密度聚乙烯 ;复合材料 ; 动态流变特性
曾春霞 , 徐建锋 , 杨文斌 ( 福建农林 大学材料工程学院, 福建 福州 300 ) 502
摘 要:为 了解木塑复合材料 的动态流变特性 , 从而更好地提高产品的生产效率 , 以及 揭示界面复合机 理 , 以竹 j 盼, 低密度 聚 乙烯 ( D E) L P 复合材料为研究对象 , 分别考察 了 MA P偶联剂 、 B P E S润滑剂、0 0抗氧剂对复合材料流变行 为的影 响。利 用 11
e c nyadr el i f c o pu dm c aim,h a bofu/o es o e yee( D E)cmpsem tr 聃 f i c n va i fe e s me ai cm n ehns teb o orl dni pl t ln L P l a o m l w y t yh o oi ae a w t i l
12 仪器 设 备 .
中 国木 塑产 业 的发 展 开 始 于 “ 五 ” 期 ,0 1年 的 年 产 量 为 1万 t到 2 1 九 末 20 , 0 0年 木 塑 复 合 材 料 ( odpat o pse wo lsccm oi ,WP ) i t C 年产 量约 5 0万 t , 出显示 了该 产业 的强 大生 命力 。与最 初 的木 塑复 合 突
竹粉的多元醇液化及其在半硬质聚氨酯泡沫中的应用
G U O D o u - d o u 一 , D E N G Mu - j i a n 。 , P A N G H a o ’
( 1 . 中国科 学院 广 州化 学研 究所 ; 中国科 学院纤维素化学重点 实验室 ,广 东 广州 5 1 0 6 5 0 ; 2 . 中国科 学院大学,北京 1 0 0 0 4 9 ; 3 . 广 东大盈4 e  ̄ . X - 有 限公 司,广 东 佛山 5 2 8 0 0 0 ) 摘 要 : 研 究 了竹粉在 多元醇 中的液化 反应 , 讨论 了不 同液 化试 齐 】 , 不 同催化 剂和不 同反应条件
1 4 . 0% , 泡沫 体 回 弹性 较 好 , 为 竹粉 残 材 的 应 用提 供 了新 途 径 。
关 键 词 : 竹粉 ; 多元 醇 ; 液化 ; 半 硬 质 聚 氨 酯 泡 沫
中图分类号 : T Q 3 5 1
文献标 识码 : A
文章编号 : 0 2 5 3~2 4 1 7 ( 2 0 1 3 ) 0 6 —0 0 4 8— 0 7
对液化效果 的影响 , 并分析探 讨 了各种条件下液化效率和液化 产物的基本性 质。 实验结 果表 明 : 竹
粉 在 聚 乙二 醇 4 0 0 中液 化 , 当催 " i t ̄ f , l 浓H S O 质 量 分 数 为 3% 、 液 固质 量 比 为 5: 1 , 反应温度 1 5 0℃
G u a n g z h o u 5 1 0 6 5 0 , C h i n a ; 2 . U n i v e r s i t y o f t h e C h i n e s e A c a d e my o f S c i e n c e , B e r i n g 1 0 0 0 4 9 , C h i n a ;
竹材加工剩余物液化及液化产物制备发泡树脂的工艺研究
摘 要 : 采 用 苯 酚 和 聚 乙二 醇 400复 合 液 化 试 剂 ,对 竹 材加 工剩 余 物 进 行 液 化 和 液 化 产 物 的 树 脂 化 试 验 。采 用 单 因 素 法,探 讨主要 工艺 因素对液化 效果及 对树脂 性能 的影 响,得 到竹材 酚醇 复合液化 工 艺及树 脂化 工艺的优 化参数 。 利 用液 化 产 物 制 备 的 树 脂 ,可 用 于制 造 建 筑 用发 泡材 料 ,提 高 竹 材 加 工 剩 余 物 的 附加 值 。 关 键 词 : 竹材 加 工 剩余 物 ; 液化 ;树 脂 化 ;发 泡 ;苯 酚 ;聚 乙二 醇一400 中 图分 类 号 :¥795;TQ351 文献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1001—8654(2012)02—0010—04
2)试 剂 ① 液化试 剂 :苯 酚 、聚 乙二 醇一400、盐 酸 ,均 为 市 售 ,质量分 数分 别为 99.9, 0,/U、99.9 、37 ;
第 26卷 第 2期
木材 工业
2012年 3月
② 树 脂 化 试 剂 :片 状 氢 氧 化 钠 (NaOH),甲醛 (质量 分数 37 )、二 氧六 环 (质 量分 数 99.9 ),均 为 市售 。 1.2 设 备
第 26卷 第 2期
Vo1.26 No.2
木材 r业
CHINA W OOD INDUSTRY
Байду номын сангаас
2012年 3月
M arch 2012
“竹 材 液 化 l薏嗜材 料 专 煞
竹 材 加 工 剩 余 物 液 化 及 液 化 产 物 制 备 发 泡 树 脂 的 工 艺 研 究
竹粉乙二醇微波液化工艺的优化
竹粉乙二醇微波液化工艺的优化作者:钱善勤,文胜,廖政达,等来源:《湖北农业科学》 2015年第5期钱善勤,文胜,廖政达,玉澜,余良芳,陈秋连(柳州师范高等专科学校化学与生命科学系,广西柳州545004)摘要:为了研究竹粉乙二醇微波液化的优化工艺,采用单因素试验确定所需的反应时间、反应温度、催化剂浓硫酸用量及乙二醇与竹粉质量比,研究微波作用对竹粉乙二醇液化效果的影响,再由正交试验确定微波液化的最佳工艺条件。
结果表明,反应温度的影响最为显著,竹粉乙二醇微波液化的最佳工艺条件为反应温度170℃,反应时间4min,催化剂浓硫酸用量5%,乙二醇与竹粉的质量比为6∶1。
关键词:竹粉;乙二醇;微波;液化工艺中图分类号:TQ353.4+1文献标识码:A文章编号:0439-8114(2015)05-1166-03DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.05.035收稿日期:2014-12-16基金项目:广西教育厅科研项目(LX2014494);柳州师范高等专科学校科研创新团队建设项目作者简介:钱善勤(1981-),男,江苏泰州人,副教授,博士,主要从事环境生物学方面的研究,(电话)18078201020(电子信箱)qianshanqin@163.com;通信作者,廖政达(1967-),教授,硕士,主要从事天然植物纤维素的改性与应用研究,(电子信箱)lzszliaozhengda@163.com。
竹子是一种用途广泛的生物质资源,具有特殊的能源利用价值及药用价值。
近年来,对竹类加工残渣及竹纤维的液化研究非常广泛[1-3]。
竹粉的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素,在高温条件下可以裂解为制备聚氨酯材料的低分子多元醇[4,5],但竹粉是否能作为合成聚氨酯的多元醇原料,主要在于液化技术的研究与开发[6,7]。
当前竹粉的液化主要有油浴加热和微波加热两种方法,但油浴方法存在反应时间长、液化效率低等问题,微波液化因其具有加热升温快,液化效率高等优点已得到广泛重视[8,9]。
竹材酚醇液化及其甲醛树脂的FT-IR分析
竹材酚醇液化及其甲醛树脂的FT-IR分析刘乐群;刘杨;孙丰文;王宇红【期刊名称】《生物质化学工程》【年(卷),期】2011(045)006【摘要】采用傅立叶红外光谱法分析了竹刨花在苯酚与聚乙二醇-400溶剂作用下酸催化液化产物的化学结构,以及液化物甲醛树脂的结构特征。
分析表明:在液化过程中木质素、纤维素和半纤维素都发生了不同程度的降解,产生了很多的小分子物质;并且同时加入两种液化试剂,可以使竹刨花发生两种不同的液化反应。
%The chemical structure of the liquefied product of bamboo shaving in phenol and PEG-400 solvent catalyzed by acid and the structure of its formaldehyde resin were investigated by FT-IR.The analyses indicated that lignin,cellulose and hemi-cellulose of bamboo were decomposed in different degree by liquefaction.It generated a lot of small molecules.When two liquid reagents were added two different kinds of liquefaction reaction could occur.【总页数】4页(P31-34)【作者】刘乐群;刘杨;孙丰文;王宇红【作者单位】浙江省林业科学研究院,浙江杭州310023;浙江省林业科学研究院,浙江杭州310023;南京林业大学竹材工程研究中心,江苏南京210037;南京林业大学竹材工程研究中心,江苏南京210037;南京林业大学竹材工程研究中心,江苏南京210037【正文语种】中文【中图分类】TQ351【相关文献】1.发泡性竹材苯酚液化物/多聚甲醛树脂的合成研究 [J], 刘晓欢;傅深渊;宗恩敏2.生物质材料酚醇液化制备可发性树脂的研究 [J], 张文福;方晶;刘乐群;翁甫金3.竹材苯酚液化物及其甲醛树脂的FT-IR分析 [J], 孙丰文;黄慧;李小科;王玉4.竹材液化及竹材液化树脂胶性能研究 [J], 傅深渊;马灵飞;李文珠5.竹材酚醇液化及其应用研究进展 [J], 张文福;方晶;刘乐群因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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Ab t a t T e l u f ci n tc n l g fb mb o p w e a t d e y t k n o y t y e e gy o 0 st e sr c : h i ea t e h oo y o a o o d rw s s id b a i g d l eh l n lc l 0 a h q o u 4
第3 l卷
第 5期
西
南
林
业
大
学
学
报
V . NO 5 0 31 1 . 0c . 01 t2 1
21 0 1年 1 O月
J OURN S AL OF OUT HW E T ORES S F TRY UNI VERSTY I
d i1 .9 9 ji n 2 9 o :0 3 6 /.s . 0 5—1 1 .0 1 0 . 1 s 94 2 1.50 9
合 成 高 分 子 材 料 之 一 J 。其 原 料 主 要 是 多 元 醇 , 根 据 用 途 的 不 同 可 分 为 聚 酯 多 元 醇 和 聚 醚 多 元
醇 , 年 来 聚 醚 酯 多 元 醇 已 成 。竹 粉含有大量 的木质 素 、 纤维 素等多 羟基
要 求。
关 键词 : 竹材 残料 ; 乙二 醇 ; 聚 液化 中图分 类号 :7 4 ¥8 文献 标志 码 : A 文 章编 号 :0 5— 9 4 2 1 )5— 0 3— 4 2 9 1 1 (0 1 0 0 8 0
S u y o i u f ci n T c n lg fBa o td n L q ea t e h oo y o o mb o
成 分 ,因 此 具 备 制 备 多 元 醇 的条 件 。能 否 以此 作
s le t h e ut h we h ttel u fcin rt o l e c 8 3 wh n te l ud sl ai wa : ov n.T e rs l s o dt a i ea t ae c ud ra h9 . % s h q o e h i i-oi rt s3 1.te q d o h
mg KOH/g,whih wa ui b e fr t r p r t n o e — o n n s a c s s t l o he p e a a i fh mih r i e sf m. a o o Ke wo d ba o o e y r s: mb o p wd r;p leh l n lc l i u f c in oy ty e e gy o ;lq e a t o
问题 的有效 方法 之一 _ 。 l J 我 国 素 有 竹 子 王 国 之 称 , 有 竹 类 植 物 4 现 8
料 也 逐 年 增 加 , 不 加 以 合 理 利 用 , 仅 会 污 染 如 不 环 境 , 会 造 成 资 源 浪 费 。另 一 方 面 , 氨 酯 由 还 聚
于其独 特 的性 能 和广 泛应 用性 已成 为世 界六 大
聚 乙二 醇 中竹 粉 液 化 的工 艺 研 究
柴希 娟 罗儒 芳
( 西南林业大学木质科学与装饰工程学院 , 云南 昆 明 6 0 2 5 24)
摘要 : 以聚 乙二 醇 40为 液化 试 剂 , 究竹 材 残 料 的 多 元 醇 液 化 工 艺 , 果表 明 , 粉 在 液 固 比 0 研 结 竹
合 成 高 分 子 材 料 已成 为 国 民 经 济 和 人 们 生 活 的重要 组成 部分 , 来 的 负 面效 应 是 在 消 耗 日益枯 带 竭 的石 油 资 源 的 同 时 , 生 大 量 难 以 处 理 的 废 弃 产 物 , 害人类 的生 存 环境 。 以可再 生 的废 弃 植 物 原 危 料 代替 石油 资 源 , 产 环 境 降解 高分 子 材 料 是 解 决 生
P wd ri h l eh ln y o o e n t e Do y t y e e Glc l
C A i un U ufn H I - a ,L O R ‘ g X j a
( o eeo o cec n eoao nier g S uh et oet nvrt,K n igY na 5 2 , hn ) C lg f l WodS i eadD crt nE gnei , o t s Frs yU iesy u m n u nn6 0 2 C ia n i n w r i 4
为3 1 温度 为 1 0o 浓硫 酸量 为 6 , 用竹 粉逐 步加 入 的 方 式 , 化 2h的条 件 下 , 化 率 可 :, 5 C, % 采 液 液 达 9 . 3 。所 得 液化 多元 醇 的 羟值 为 1 2 ~ 4 O g 能 满足 中 强度 硬 质 聚 氨 酯 泡 沫 的 83% 5 2 4mgK H/ ,
d s g f o c n r td s l h r cd w s % .t e b mb o p wd rwa p t rd al n h e cin to t o a e o n e t e u p u i a i a c a c 6 h a o o e s i u a u l a d t e r a t o k 2 h a n g y o 1 0 o Un e e a o e c n i o 5 C. d rt b v o d t n,t e h d o y a u f h i u f d p lo a g d fo 5 h i h y r x lv l e o e l e e oy l n e r m 1 2 mg KOH/ o 2 4 t q i r g t 4