木粉聚醚的流变特性以及粘流温度效应

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1、第15卷第1期高校化学工程学报No.1Vol.152001年2月JournalofChemicalEngineeringofChineseUniversitiesFeb.2001文章编号1003-9015(2001)01-0078-04*木粉聚醚的流变特性以及粘流温度效应杨长生蒋登高石晓华蒋雪根(郑州大学(北校区)化工学院,河南郑州450002)摘要实验测量了聚醚在不同速度梯度下的剪应力数据根据Ostwald-dewaels模型得出纯聚醚符合牛顿流体的特性而木粉聚醚却为拟塑性流体随着原料配比中木粉量的增加非牛顿性增加同时研究了木

2、粉聚醚的粘度与温度的关系结果表明符合指数关系式关键词木粉聚醚;流变特性;粘度中图分类号O632.32;O373文献标识码A1引言随着工业化的进展人口的不断增加对木材的需求量越来越大而人类对天然木材的拥有量却在逐年减少人类赖以生存的自然环境在逐渐恶化为保护生态环境同时又不影响人民生活的改善人们必须找到天然木材的替代产品目前有两个主要发展方向一是利用化学方法合成高分子材料另一方向是最大限度的利用已砍伐的木材如把废旧木材木屑木粉作为添加材料或者把木屑[1]木粉粘合在一起制成板材以木粉为原料首先生成木粉聚醚然后合成高分子材料聚氨酯是木材

3、综合利用的有效途径之一同时生成的聚氨酯又具有生物降解性对环境保护也具有重要意义[2-3]作者曾对木粉与聚醚在酸作用下合成木粉聚醚进行过系统研究合成的聚氨酯性能优良但由于合成的木粉聚醚流动性差粘度较大用一般的聚氨酯生产工艺在设备上尚有困难严重地影响了这项技术的推广针对这一问题对原有的工艺条件进行改进降低木粉聚醚的粘度提高流动性就显得十分必要本文拟对改进工艺条件后合成的各种木粉聚醚的流变特性进行研究测定聚醚的粘度,并提出粘度与温度的关系式为这项新技术的应用推广提供流体力学方面的基础数据2实验部分2.1原料工业品级的聚醚多元醇2042

4、40450L635S黎明化工研究院提供乙二醇分析纯北京科达化工厂生产桐木松木杨木等的锯末刨花木块经粉碎筛选干燥成直径为147417mm的木粉2.2仪器NDJ-1型旋转粘度计恒温水浴D-8401型精密多功能电动搅拌器;TG328型分析天平;油浴及其它必要设备2.3木粉聚醚的制备把粉碎所得的木粉在105烘箱中干燥24小时然后与醚化剂聚醚多元醇乙二醇在催化剂的作用下进行醚化反应不同的反应条件可制得不同型号的木粉聚醚收稿日期2000-03-29修订日期2000-11-17基金项目国家自然科学基金资助项目(No.29774022)作者简介

5、杨长生(1965-)男郑州大学(北校区)讲师硕士联系人蒋登高第15卷第1期杨长生等:木粉聚醚的流变特性以及粘流温度效应793结果与讨论表135下聚醚在不同剪切速率下所对应的剪切应力3.1聚醚的流变特性Table1Theshearstressofpolyetheratdifferentrateofshearunder35-1为确定各种聚醚及实验合成Rateofshear,sPolyether’sspecies的木粉聚醚的流变特性通过实1.53.07.515.0-2Shearstress,N•m验测定了不同剪切速率下的剪切430po

6、lyether6.3012.832.165.1应力数据结果列在表1中204polyether0.07880.1580.3830.780为确定流体的类型,按两参数10%204woodflourpolyether0.2850.5101.232.3920%204woodflourpolyether1.643.006.5012.32[5]的Ostwald-deWaele模型30%204woodflourpolyether15.226.155.8107n-140%204woodflourpolyether67.8118235376dVdV

7、t=-m(1)450Lpolyether0.2180.4501.102.25dydy10%450Lwoodflourpolyether0.7351.373.346.60如果n=1表明流体为牛顿流体20%450Lwoodflourpolyether8.4013.728.752.430%450Lwoodflourpolyether69.3107213305n1则为胀塑性流体,n1为拟塑性流体n与1的偏离程度表明了流体与牛顿流体的偏离程度对表1中的数据按上述方程进行拟合拟合结果列在表2中表2不同聚醚的流变特性指数n和稠度系数mTabl

8、e2Thefluidcharacterindexnandconsistencycoefficientmofpolyether430204woodflourpolyether,%450Lwoodflourpolyether,%Exponentpolyether01