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1、第18卷第5期木材工业2004年9月Vol.18No.5CHINAWOODINDUSTRYSeptember2004综述木材的液化及其利用罗蓓,秦特夫,李改云(中国林科院木材工业研究所,北京100091)摘要:木材液化是指在某些有机物的存在下,将木材转化为类似液体的黏稠状流体的热化学过程。本文综述了20年来木材液化技术的发展状况,包括液化方法,木材主成分的液化机理,液化反应的影响因素及液化技术的应用。关键词:木材液化;液化机理;综合利用中图分类号:TQ351文献标识码:A文章编号:1001-86
2、54(2004)05-0005-03LiquefactionofWoodanditsUtilizationsLUOBei,QINTe-fu,LIGai-yun(ResearchInstituteofWoodIndustry,ChineseAcademyofForestry,Beijing100091,China)Abstract:Liquefactionofwoodmeansathermalchemicalprocessinwhichwoodpowderisturnedintoastickyli
3、quidwithsomeorganicsolvent.Theadvancesinwoodliquefactioninthepasttwentyyears,involvingthemethods,mechanismandapplicationsoftheproducts,werereviewedinthepaper.Keywords:Woodliquefaction;Liguefactionmechanism;Comprehensiveutilizationofwood随着可持续发展的要求和人们环
4、保意识的增强,～270℃,而用酸作催化剂时,反应温度可降至80～环境友好产品的研制与开发越来越受到关注和重视。150℃,节约能源的同时也获得令人满意的结果。木木材作为一种天然的、可再生的资源,其利用方法日材的液化方法主要可以归结为以下几类:益引起人们的关注。木材含有大量的活性基团,木材1.1酚或多元醇存在下,无催化剂的升温液化[1]液化是指在某些有机物的存在下,将木材转化为类似Linlianzhen等曾进行过以B—O—4木质素模液体的黏稠状流体的热化学过程,其产物可用于制造型化合物为原料,研究在
5、酚存在下无催化剂的木质素胶黏剂、聚氨酯泡沫塑料、纤维和碳纤维等新的高分液化的动力学。木片和木粉还可以在如下有机溶剂,子物质,尤其是具有生物降解性能的高分子物质,大如苯酚、双酚A、苄醇等醇类;多元醇如1,4-丁二醇、大扩展了木材资源的利用和回收领域,具有越来越广1,6-己二醇;氧化醚如甲基乙二醇乙醚、二甘醇、三甘泛的应用前景。醇、聚乙二醇、环己酮中,在250℃下反应15～180min即可液化。此类反应温度一般为240～270℃。1木材的液化方法1.2以醇为溶剂,碱为催化剂的木材液化木材液化的研究始
6、于上个世纪70年代,二十多所用的醇主要有:多元醇、聚乙二醇、聚醚类多元年来,在木材液化方法、木质素反应机理以及产物应醇和聚酯类多元醇等。木材与多元醇等物质液化可以用等方面已取得了长足的进步,但仍处于探索性研究制备可生物降解的泡沫塑料,此类泡沫塑料具有较低阶段,对于纤维素及半纤维素液化的机理还有待进一的表观密度、较高强度和很好的受压变形恢复能力。步研究。在有机溶剂中,木材可以在比较温和的条件如果在聚醚多元醇或聚酯多元醇中液化木材,还可以下液化,在没有催化剂作用时,液化温度需高达240进一步提高产物
7、的性能。1.3酚存在下,以酸为催化剂的中温液化收稿日期:2003-11-06作者简介:罗蓓(1979—),女,中国林科院木材工业研究所硕士研究催化剂包括硫酸、盐酸等强酸和磷酸、草酸等弱生。酸。强酸做催化剂时液化反应较容易,以弱酸做催化·5·September2004CHINAWOODINDUSTRYVol.18No.5剂时液化反应较难进行且反应不彻底。另一方面,不能高达250℃。用催化剂的液化产物黏度很高,不易转移利用。催化剂的使用对于液化效率的提高很有帮助,按照所用酸2木材液化反应的机理的种类
8、不同,此类液化反应主要有:木材液化即在一定的条件下,将木质材料与苯酚[2]1.3.1硫酸作催化剂的木材液化Alma曾在或多元醇混合反应,使木材转化为黏稠状液体——液1996年用硫酸作催化剂,在60～150℃的油浴加热化木。纤维素、半纤维素和木质素是木材的三大主要下将桦木木粉在液比2～5、催化剂浓度15%～3%条成分,其各自的分子结构和所带的活性基团有很大差件下,液化60～120min,能得到比较满意的化合酚别,因而具有不同的反应历程和反应活性。纤维素是[6]含量和残渣率。与盐酸、磷酸等作催化剂时
