碱木质素基硬质聚氨酯泡沫的合成及其力学性能表征

发布时间:   来源:文档文库   
字号:
第36卷第12期 
2008年12月 
报 
Vo1.36 No.12 
Dee.20o8 
JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY 
碱木质素基硬质聚氨酯泡沫的合成及其力学性能表征  
于 菲 刘志明 方桂珍 赵延龄 
(生物质材料科学与技术教育部重点实验室(东北林业大学),哈尔滨,50040) 
以造纸黑液中提取的碱木质素为原料,代替10%~25%的聚醚多元醇与多亚甲基多苯基多异氰酸酯 
(PAP/)合成了碱木质素基硬质聚氨酯泡沫。通过对材料的拉伸性能、冲击性能、弯曲强度、弹性模量及傅立叶变换 红外(兀1R)分别分析了碱木质素质量分数对泡沫的力学性能影响,结果表明,木质素的添加有利于提高材料的力学 性能。"木质素代替15%多元醇时,其力学性能最佳,此时力学强度可以达到工业硬质聚醚型聚氨酯泡沫的国家标准。 
关键词碱木质素;硬质聚氨酯泡沫;聚醚多元醇;PAP1 
分类号
TQ351 
,Liu Zhiming, 
Preparaton and Performance Characterizaton of Alkali Hgnin-based Rigid Polyurethane Foam/Yu 
Fang Gnhen,Zhao Yarding(Norhea Foesy Univery,Key Laborory of Bio.baed Ma Scince ad Technogy, Miniy  Educaon.Harbin 10040。P.R.China)//Journa o Nohea Forsty Unvery.一20O8,36(12).一64—65 
The akal lignin—based ri d polyurethae foam Wa prepared with akali lignin extracted from black lquor a raw ma- 
er to replace 10%一25%amount of poyethe polyol and polymethylene polyphenyl yanate(PAPI).The meehan- 
cal permance of the fam,such as tensile strength,shock resistance perormance,bending strength and modulus of e— asticity.were anayzed under diferent contents of alkali lignin.And the functional groups of products were analyzed with FT/R.Results showed that lignin could improve the mechanical perormance of he foam.When 15%amount o polyether Do1vols was replaced by alkila lignin,the mechanical perforance of polyureathane fam coud reach the nationa standards r the r d polyurethane foam fr industry. 
Key words Alkal lignin;Rigid polyurethane fam;Polyether polyol;Polymethylene polyphenyl isocyanate 
硬质聚氨酯(RPUR)泡沫塑料是将异氰酸酯、多元醇化 合物和各种助剂按一定比例混合,使之进行反应而制得的高 分子材料。它以优异的力学强度、高弹性、耐磨性、润滑性、耐 疲劳性、生物相容性等性能,广泛应用于国民经济的各个领 域,并有着广阔的应用前景。我国聚氨酯泡沫塑料工业发展 至今已有40余a,目前年产量已达40万t,占聚氨酯总产量的 60%以上”J。美国的化工杂志预测,聚氨酯材料将成为人类 生活中最重要的合成材料之一 。但随着社会的飞速发展, 石油资源日趋枯竭,各种来自石油的高分子单体受到限制,严 重影响了聚氨酯工业的原料来源,并时刻影响着聚氨酯工业 的发展。因此产量巨大、可再生的环境友好型生物原料越来 越得到人们的重视与青睐。碱木质素就是一种来源丰富、价 格低廉的可再生植物资源,据估计每年全世界植物生长可产 生1 500亿t木质素,工业碱木质素主要来源于造纸废液 。 
木质素的基本结构单元被确认为是苯丙烷基,具有三度 空间,它有天然的芳香性 。木质素结构单元的苯环和侧链 上都连有各种不同的基团,其中大量存在的醇羟基可以代替 多元醇作为合成聚氨酯泡沫塑料的部分原料,通过优化工艺, 既可以在一定程度上提高其性能,又可大大降低聚氨酯的生 产成本。所以把木质素作为聚氨酯多元醇组分之一,制成各 种聚氨酯材料,是减少多元醇的用量、降低成本、赋予制品生 物降解性能的理想途径之一。 
本研究目的是利用碱木质素,即以造纸黑液酸化后不同沉 
限责任公司)、盐酸、氢氧化钠、乙酸酐、乙醇、冰醋酸、吡啶、 
二氧六环、丙酮、氯化钡,皆为分析纯,聚乙二醇(相对分子质 量400)、PAPI、正戊烷、二甲基硅油。 
仪器及设备:摆锤式冲击实验机、微机控制电子万能实验 
降段的混合物为原料 J,经过精制提纯、优化工艺,聚合制备成木 
质素多元醇树脂;调配发泡,在无需催化剂的条件下合成可用作 
隔热保温、充填和防水材料的木质素基硬质聚氨酯泡沫材料 。 
1材料与方法 
机、自动电位滴定仪、紫Cb/可见分光光度计(UV762)、傅立叶 
变换红外分析仪。 
碱木质素的精制方法:将粗碱木质素用水凋节质量分数 为30%,用5%~10%的NaOH溶液调节pH值至l3~14,使碱 木质素完全溶解。过滤除去不溶物,然后用12%的盐酸于6o ℃下调pH至2左右,沉淀出碱木质素。过滤,反复用蒸馏水洗 涤沉淀至中性,45℃下真空干燥36 h,得到精制碱木质素。 
碱木质素的成分测定:根据国标GB/T 2677.8—94测定 酸不溶木质素,根据国标GB/T 1o337—89测定酸溶木质素, 根据国标GB/T 2677.3_93测定碱木质素灰分含量,根据国 标GB/T 2677.2--93测定碱木质素水分含量。 
碱木质素主要官能团的测定:碱木质素总羟基含量测定 采用乙酰化法 ,酚羟基含量采用二氧六环法测定 J。 
碱木质素基硬质聚氨酯泡沫的制备:碱木质素在50℃真 空干燥箱中干燥24 h,将碱木质素、聚醚、硅油、正戊烷充分混 合,搅拌均匀后加入PAPI。混合后进行机械搅拌,静置6—7  后倒入模具中。放置24 h,测定泡沫制品性能。 
力学性能指标测试:参照国标GB 9641_88和GB 8812—88,利用微机控制电子万能实验机对试件的拉伸强度、 弯曲强度及弹性模量进行测定。利用摆锤式冲击实验机对试 件的抗冲击性能进行测试。 
傅立叶变换红外分析:取1 mg不添加木质素以及木质素 含量10%一25%的样品分别与100 mg KBr混合,压成膜片, 放入红外仪中进行红外光谱分析。 
原料及试剂:工业碱木质素(取自山东高唐泉林纸业有 2 结果与分析 
1)黑龙江省“十一五”重点攻关项目子课题(GBO6B501—3)。 
第一作者简介:于菲,女,1983年1O月生,生物质材料科学与技 术教育部重点实验室(东北林业大学),在读硕士研究生。 
责任作者:刘志明,剐教授,Email:zhimingliuwhy@126.com。 收稿日期:2007年l2月26日。 责任编辑:戴芳天。 
2.1碱木质素的主要性能指标 
工业碱木质素精制前后的主要性能指标见表1。工业碱 木质素中灰分质量分数为9.3%,经过酸处理过的粗木质素 中,灰分质量分数下降为4.94%,比原来降低了53.11%。精 制后的总木质素质量分数比未处理前木质素质量分数提高很 

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/dabed3978762caaedd33d44d.html

《碱木质素基硬质聚氨酯泡沫的合成及其力学性能表征.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式