利用麦秆制聚氨酯多元醇.pdf

《利用麦秆制聚氨酯多元醇.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第11期高分子通报利用麦秆制聚氨酯多元醇研究陈秋玲，李如燕，孙可伟，张春红，李建昌(昆明理工大学废弃物资源化国家工程研究中心，昆明650093)摘要：以小麦秸秆为原料，在浓硫酸催化作用下以聚乙二醇(PEG400)为液化试剂进行液化，讨论了麦秆纤维粒径、催化剂用量、乙二醇(EG)加入量、反应温度和时间等因素对液化残渣率的影响。结果表明：当纤维为“>12目”，EG用量为20％，浓硫酸用量为4％，在160"(2下反应60min时，所得残渣率最小，为0．8％。羟值、酸值的测试结果和红外分析结果表明，液化过程中羟值逐渐减小，而酸值则呈现先增大后减小的

2、趋势，说明反应后期有酯缩合反应发生。将液化产物与二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)反应可制成泡沫材料，红外光谱证实生成物具有聚氨酯的典型特征。得到的泡沫材料密度为38kg／m3，抗压强度为118kPa，性能优良。关键词：小麦秸秆；液化；聚氨酯小麦是我国主要农产品之一，年产量约9000多万吨，与此同时，每年产生逾亿吨的麦秆难以处置，大部分麦秆被随意丢弃或就地焚烧，造成严重的环境污染和资源浪费。如何有效利用这些麦秆，减小农业环境污染，提高麦秆利用附加值已成为农业发展中急需解决的重要课题。另一方面，聚氨酯(PU)是现代塑料工业中发展最快的品种之一，其

3、基本反应是异氰酸酯与多元醇的加成缩聚。近年来，由于石油原料的日趋紧缺和白色污染问题日益严重，聚氨酯工业的发展正受到严重困扰。以来源丰富而且可生物降解的植物纤维作为聚氨酯的原料已引起人们的关注u。麦秆含有大量木质素、纤维素等多羟基成分，理论上可代替多元醇用于制备聚氨酯，但能否将固态纤维大分子降解成具有反应活性的液态小分子是能否以麦秆制聚氨酯的关键所在。本实验将麦秆在酸催化下进行热化学液化制备了液化多元醇，考察了不同因素对液化反应的影响，并初步探讨了液化性质，为麦秆的高附加值利用探索新方法。1实验部分1．1原料试剂与设备麦秆纤维：产地云南昆明，

4、经晾晒、除杂、破碎、筛分，烘箱中105℃干燥8h后备用；聚乙二醇400(PEG400)：分析纯，国药集团化学试剂公司；乙二醇(EG)：分析纯，国药集团化学试剂公司；浓H2s04：分析纯，成都科龙化工试剂厂；二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)，工业级，市售；辛酸亚锡，国药集团化学试剂公司；三乙烯二胺，国药集团化学试剂公司；硬泡硅油，CGY．1，扬州晨化科技集团公司。自动电位滴定仪：雷磁ZD一2型，上海精密科学仪器有限公司；傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析仪：Equinox55型，德国布鲁克公司。1．2麦秆液化在具有机械搅拌和回流冷凝装置的250

5、mL三口瓶中，加入PEG400和EG混合液作为液化试剂，其中EG比例为(0～40)％，加入液化试剂(0～5)％的浓HsO作为催化剂，在120～200"(2的油浴中加热，待温度平衡后按液固比为5：1加人麦秆纤维，恒温搅拌20120min后取出三口瓶放入冷水浴终止反应，得到液化多元醇。1．3液化产物性质的测定基金项目：昆明理工大学青年基金资助(项目编号：KKZ2200828100)；云南省应用基础研究项目(2009ZC018M)；作者简介：陈秋玲(1975一)，女，N)t1人，博士生，主要从事废弃物资源化研究，E-mail：cq10709@12

6、6．com；通讯作者。Tel：08715193654．·38·高分子通报2009年11月1．3．1残渣率测定参照Yao等H的方法，称取2．00g液化多元醇，将其溶于40mL80％的1，4-二氧六环水溶液，充分溶解后过滤，洗涤，残渣在105℃烘干至恒重，计算残渣质量与原料质量的比值即得残渣率。1．3．2酸值和羟值测定酸值测定参照国标GB12008．5—1989的方法，按每克液化多元醇消耗的KOH的毫克数来计算(见式1)。。羟值测定参照国标GB12008．3-1989的方法，采用苯酐．咪唑法测定，羟值定义为1g液化多元醇苯二酸化所消耗的邻苯二甲

7、酸酐所对应的KOH的毫克数(见式2)。加酸值：!(1)羟值：坚(2)式1及式2中：Vo一空白滴定时消耗的碱液体积，mL；一样品滴定时消耗的碱液体积，mL；c一氢氧化钠溶液摩尔浓度，mol／L；56．1一氢氧化钾摩尔质量，g／mol；一样品质量，g。羟值测定时因样品中存在酸性物质，会影响所消耗碱液毫升数，因此，需按式3进行校正：校正羟值：测定羟值+酸值(3)1．4聚氨酯泡沫材料制备在液化多元醇中加入MgO中和至中性，然后依次加入2％辛酸亚锡、1％三乙烯二胺、2％硬泡硅油和1％水，搅拌均匀后加入MDI，异氰酸酯指数取1．1，搅拌至发白后迅速倒人

8、模具中自由发泡，室温下熟化24h得到麦秆聚氨酯泡沫(SPUF)。按GB／T8813．1988进行压缩强度性能测试，按GB6343．86标准测定泡沫体密度。1．5FTIR分析固体粉