生物质基阻燃聚醚多元醇的合成新工艺

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1、分类号：TQ352.6单位代码：10190研究生学号：201506055密级：公开硕士学位论文姜男2018年4月生物质基阻燃聚醚多元醇的合成新工艺ANewProcessforthePreparationofBiomass-basedandFlameRetardancyPolyetherPolyol硕士研究生：姜男导师：张龙教授申请学位：工学硕士学科：化学工程与技术所在单位：化学工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学摘要摘要随着聚氨酯材料应用领域的不断扩大，人们对其环保性及性价比提出了新的要求，因此开发以可再生资源为原料的生物质

2、基多元醇和生物质聚氨酯材料已引起了学术界及行业的广泛兴趣。而由生物质制备多元醇的典型工艺就是生物质液化技术，要获得较高的液化率，目前均采用高温高压或者使用催化剂，这就会带来反应过程物耗及能耗的增加及过程后续处理引起的环境问题。以玉米淀粉原料，首次采用溶剂热液化法成功地制备出生物质基聚醚多元醇。首先，以聚乙二醇200和甘油的混合多元醇溶液在反应釜中对玉米淀粉进行液化，再经脱水、过滤等步骤制备出生物质基聚醚多元醇，研究了反应温度，时间和液固比对淀粉液化效果的影响，确定了反应的最佳条件为：温度140C、时间5h、液固比3:1时，淀粉液化率达到80.5

3、%，羟值为381.5mgKOH/g、粘度为430.5mPa·s、含水量为0.08%。其次，用所得的液化产物部分代替石化多元醇，与聚醚多元醇4110混合发泡制备聚氨酯硬质泡沫。在最佳条件下，所得聚氨酯硬质泡沫表观密度和压缩强度分别为72.7kg/m3、150.7kPa，导热系数为0.024W/m•K.这些性能与石化原料所制备的聚氨酯硬质泡沫性能相当，指标符合聚氨酯硬泡复合保温板的行业标准（JG/T314—2012）和国家标准（GB10800—1989、GBT8813-2008、GBT6343-2009）的要求。之后，以三聚氰胺—甲醛树脂和羟基乙叉二

4、膦酸对液化产物进行改性，合成了反应型生物质基阻燃聚醚多元醇，并以此为原料制备了反应型阻燃硬质聚氨酯泡沫，结果发现，阻燃多元醇产物的羟值、粘度均有所增加。红外分析表明，阻燃多元醇产物中存在磷酸酯和三嗪环阻燃官能团。所制备泡沫的极限氧指数达26.4、导热系数为0.018W/m·K、压缩强度为212.0kPa、表观密度为78.5kg/m3。最后，设计了以淀粉、羟基乙叉二膦酸和三聚氰胺为炭源、酸源和气源的复合阻燃剂体系，并按1：3：5的质量比合成了添加型淀粉基膨胀型阻燃剂，以20%的质量份数添加到发泡体系中，制备了添加型阻燃硬质聚氨酯泡沫。其压缩强度为1

5、64.5kPa、表观密度为73.2kg/m3、导热系数为0.032W/m·K、极限氧指数为25.6。关键词：淀粉溶剂热液化三聚氰胺阻燃聚醚多元醇IAbstractAbstractWiththecontinuousexpansionoftheapplicationfieldsforpolyurethanematerials,peoplehaveputforwardnewrequirementsforenvironmentalprotectionandcostperformance.Therefore,thedevelopmentofbiomassb

6、asedpolyolsandbiomasspolyurethanematerialswithrenewableresourceshasarousedwideinterestinacademicandindustry.Thetypicalprocessofpreparingpolyolsfrombiomassistheliquefactiontechnology.Toobtainhighliquefactionyield,hightemperatureandhighpressureorefficentcatalystareusedatpresent

7、,whichwillbringabouttheincreaseofthematerialconsumptionandenergyconsumptionintheprocess,andtheenvironmentalproblemscausedbythesubsequentprocess.Thisstudydevelopedanefficientbiomassbasedpolyetherpolyolsbysolventthermalliquefactionofcornstarchforthefirsttime，withamixtureofpolye

8、thyleneglycol200andglycerolasliquefactionsolvent.Effectofreactiontem