液化改性型聚氨酯泡沫的制備及其性能研究.doc

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1、液化改性型聚氨酯泡沫的制備及其性能研究摘要：為了提高廢棄物和可再生資源的利用率，本文通過液化改性方法，利用玉米秸稈酶解木質(zhì)素基制備液化改性型聚氨酯泡沫，并通過比較不同液化產(chǎn)物添加量的多少，從聚氨酯泡沫的凝膠含量、密度以及壓縮強(qiáng)度三個方面進(jìn)行了分析，最終結(jié)果表明液化改性型聚氨酯泡沫在液化產(chǎn)物添加量為40%時，各指標(biāo)結(jié)果較優(yōu)。關(guān)鍵詞：聚氨酯泡沫液化木質(zhì)素改性聚氨酯是在泡沫、蜩料、纖維、橡膠、膠黏劑、涂料以及高分了領(lǐng)域有重大應(yīng)用與研究價值的一類合成的高分子材料，目前已被列為人類生產(chǎn)生活所不可缺的化工材料之一。聚氨酯產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)有強(qiáng)度高、密度小、絕熱保溫性能好、

2、耐老化、耐酸堿口.生產(chǎn)加工性能好等多種特點(diǎn)。其中聚氨酯泡沫是一種聚氨酯發(fā)泡填充密封彈性多用途的材料，被廣泛應(yīng)用于建筑、家電、絕熱、冷藏、包裝、運(yùn)輸以及家具等領(lǐng)域。利用各種循環(huán)或可再生的有機(jī)物質(zhì)，通過加工，生產(chǎn)高附加值的各類工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)就是現(xiàn)代生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)，其中可利用的有機(jī)物質(zhì)有樹木、農(nóng)作物以及有機(jī)廢棄物[1],現(xiàn)代生物質(zhì)材料隨著環(huán)境問題與資源危機(jī)的口益凸顯，正受到各方面越來越多的關(guān)注。當(dāng)今，由于酶解生物質(zhì)在制備生物酒精與生物天然氣上的技術(shù)既可利用可再生資源，關(guān)鍵是節(jié)省了糧食，因此受到國內(nèi)外研究學(xué)者的廣泛關(guān)注與研究。酶解木質(zhì)素分子制備橡膠、塑料及聚氨酯等

3、高分子聚合物，是利用英在酶解中含有人量的醇輕基與酚輕基，這樣大人的從經(jīng)濟(jì)上提高了利用殘渣的附加值［2］。冃前，生物質(zhì)液化改性技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用于改性植物纖維原料［3］。Edita等［4］通過研究在木材多元醇液化中木質(zhì)素的行為，指出木質(zhì)素結(jié)構(gòu)中的脂肪族輕基經(jīng)過液化改性后明顯增加，且在多耗基醇屮木材的可溶性得到顯著提高。本文采用液化改性方法制備木質(zhì)索聚氨酯泡沫，并通過改變液化產(chǎn)物的百分含量來分析對聚氨酯泡沫的凝膠含量、密度和壓縮強(qiáng)度的影響。一、材料與方法1?試驗(yàn)材料與試劑含水率3.50%.暗褐色玉米秸稈酶解木質(zhì)素粉末，實(shí)驗(yàn)室自制。工業(yè)級聚瞇多元醇4110和

4、聚醯多元醇403、甲基磷酸二甲酯（DMMP）、1,1一二氯一1一氟乙烷（HCFC）、硅油、異氧酸酯。丙三醇、聚乙二醇400、濃硫酸和NaOII均為分析純。2.試驗(yàn)方法2.1木質(zhì)素的液化改性反應(yīng)將秸稈酶解木質(zhì)索、3：1的比例的聚乙二醇400與丙三醇、濃硫酸加入到可分離燒瓶中（液固比為5：2）,混勻后油浴鍋加熱至120°C保持50min,結(jié)束后迅速降溫后加入NaOII,調(diào)節(jié)pll值到中性，即得到木質(zhì)索液化產(chǎn)物。2.2液化改性聚氨酯泡沫制備向燒杯中一次加入一定比例的聚瞇多元醇4110、聚瞇多元醇403、催化劑三乙烯二胺、DMMP、硅油穩(wěn)泡劑、HCFC、異氧酸

5、酯和1.2.1中的液化產(chǎn)物。放在自動攪拌器下攪拌30S,均勻后倒入模具,20°C自由發(fā)泡lmin,既得聚氨酯泡沫。其中通過添加不同比例（20%、30%、40%、50%、60%）的液化產(chǎn)物分析多元醇替代物的含量。2.3聚氨酯泡沫性能測試聚氨酯泡沫的表觀密度測試按GB/T6343-1995泡沫須料和橡膠表觀（體積）密度的測定》方法進(jìn)行;聚氨酯泡沫靜態(tài)壓縮性能測試按GB8813?2008《硬質(zhì)泡沫塑料壓縮性能的測定》方法進(jìn)行；聚氨酯泡沫的表觀密度與靜態(tài)壓縮性能是測定去皮后其芯部的性能值。二、結(jié)果與分析1?不同比例的液化產(chǎn)物添加量對聚氨酯泡沫凝膠含量的影響聚合

6、物性能的一個重要因索指標(biāo)是凝膠含量。試驗(yàn)結(jié)果表明，添加液化產(chǎn)物20%、30%、40%、50%、60%所得到的聚氨酯泡沫的凝膠含量分別是95.7%、97.5%、98.1%、97.8%、93.2%,凝膠含量隨著液化產(chǎn)物的添加量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，當(dāng)添加量為40%時，聚氨酯泡沫的凝膠量達(dá)到98.1%,Z后出現(xiàn)降低現(xiàn)象。原因是添加量太多，多元醇替代物隨之多，繼而導(dǎo)致異氤酸酯基與軽基反應(yīng)的黏度變大，這樣不利于交聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致泡沫塌陷。2?不同比例的液化產(chǎn)物添加量對聚氨酯泡沫密度的影響多異氧酸酯與木質(zhì)素的交聯(lián)反應(yīng)、液化產(chǎn)物添加量的多少都可以影響到聚氨酯泡沫的

7、密度。試驗(yàn)結(jié)果表明，添加液化產(chǎn)物20%、30%、40%、50%、60%所得到的聚氨酯泡沫的密度分別是30.lKg/m3.40.5Kg/m3>44.5Kg/m3>47.2Kg/m3.52.6Kg/m3o從結(jié)果可以看出,液化改性型木質(zhì)素基聚氨酯泡沫的密度隨著液化產(chǎn)物含量的增多而呈遞增的趨勢，雖然液化產(chǎn)物添加量達(dá)到60%時，多異氧酸酯與木質(zhì)素的交聯(lián)反應(yīng)會降低，但是液化產(chǎn)物可以作為填充劑增加材料的密度，所以其密度處于不斷增加的狀態(tài)。1?不同比例的液化產(chǎn)物添加量對聚氨酯泡沫壓縮強(qiáng)度的影響不同比例的液化產(chǎn)物添加量對聚氨酯泡沫壓縮強(qiáng)度的影響試驗(yàn)結(jié)果表明，添加液化產(chǎn)物

8、20%、30%、40%、50%、60%所得到的聚氨酯泡沫的壓縮強(qiáng)度分別是252kpa>298k