木质素基聚醚多元醇的合成及应用

摘要

木质素处于植物木质部中，是一种结构复杂的高分子化合物。木质素以苯丙烷结构单元为基本骨架，其苯环和支链上包括甲氧基、羟基、和羰基等官能团，具有可再生、无毒、来源丰富的特性。木质素可以液化成木质素基多元醇用于替代石油基多元醇来制备环保型聚氨酯泡沫。然而由于木质素分子量大，反应活性差，分散和溶解都很困难，应用其制备的多元醇性能不佳。为解决这一问题，应对木质素进行化学改性来增加活性基团含量、降低分子量，使其更好的应用在聚氨酯材料的制备中。
　　本文首先设计了一种催化氧化改性木质素的方案。用二氧化锰负载石墨烯(MnO2@G)为催化剂，过氧化氢和二氧六环分别作为氧化剂和反应溶剂，氧化改性木质素。以羟值为评价指标，考察了氧化温度、氧化时间、催化剂用量等因素对氧化反应的影响。结果显示最优反应条件下，改性木质素的羟值提高近三倍，且主体结构未发生改变。
　　然后制备木质基聚醚多元醇，对比和分析两种木质素的最优液化反应条件。改性木质素的最佳液化反应条件:液化温度为120℃，液化时间为50min，液固比为4:1，剂质量占反应物总量的0.40％。未改性木质素的最优液化反应条件:液化温度为120℃，液化时间为60min，液固比为4:1，催化剂质量占反应物总量的0.50%。对比两种液化产物的性能发现，改性木质基多元醇的羟值更大，粘度、残渣率、分子量下降，改性木质素具有更好的液化应用效果。
　　最后用改性木质素基多元醇制备聚氨酯发泡材料，考察木质素基多元醇的添加量对聚氨酯材料密度、压缩强度、导热系数的影响，结果发现添加量在30%时性能最优。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 木质素的结构与性质

1.3 木质素的应用

1.4 本课题研究的内容和创新点

第二章 氧化改性木质素的制备

2.1 引言

2.2 原料与试剂

2.3 主要仪器和设备

2.4 实验过程

2.5 结果与讨论

2.6 本章小结

第三章 木质素基多元醇的合成

3.1 引言

3.2 原料与试剂

3.3 主要仪器和设备

3.4 实验方法

3.5 结果与讨论

3.5 本章小结

第四章 木质素基多元醇的应用

4.1 引言

4.2 原料与试剂

4.3 实验方法

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

第五章 结 论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果