稻壳的液化反应及其产物用于聚氨酯胶黏剂的制备研究

摘要

在常压低温条件下以稻壳纤维为原料，在聚乙二醇等多元醇中，通过添加催化剂，进行液化反应制备稻壳基多元醇，然后以所制备的稻壳基多元醇替代一部分低聚物多元醇用于聚氨酯胶黏剂的制备，并且测定了聚氨酯的粘度和力学性能。 将稻壳纤维在聚乙二醇400和乙二醇构成的液化试剂中进行液化反应，分别讨论反应时间、反应温度、催化剂的种类及含量、液固比及液化助剂乙二醇的含量对液化反应的影响。结果表明，稻壳纤维液化的最佳工艺条件为：反应温度为170℃，反应时间为2 h，催化剂浓硫酸含量为8%，液固比为7，乙二醇含量为20%。此时，稻壳纤维的液化率达到80%。对液化残渣进行 FT-IR 分析可知，木质素在液化前期基本被降解完全，纤维素逐渐被降解，但纤维素未被完全液化；XRD分析液化残渣的结晶度，得出结晶度先升高后降低的变化说明了木质素、半纤维素和非结晶区纤维素先降解，结晶区的纤维素较难降解。 将稻壳纤维液化所得的稻壳基多元醇替代一部分低聚物多元醇用于聚氨酯胶黏剂的制备，分别从稻壳基多元醇的加料方式、稻壳基多元醇的添加量、预聚反应温度、低聚物多元醇种类、R值（-NCO与-OH的摩尔比）以及小分子交联剂种类等6个方面进行分析研究。结果表明，合成乳液最佳工艺为：后加料方式、预聚反应温度70℃、聚己二酸丁二醇酯（PBA1000）为原料、稻壳基多元醇添加量为10%、R值为1.2、TMP为交联剂。此时，合成的聚氨酯乳液粘度为5290 mPa/s，拉伸强度为6.4 MPa，断裂伸长率为890%。并且，随着R值的增大，聚氨酯乳液的粘度先减小后增大，拉升强度不断升高，断裂伸长率逐渐降低。但当R值过高时，聚氨酯胶膜产生气泡，力学性能变差。

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