竹材制浆造纸技术在我国已有悠久的历史,但竹材在制浆造纸备料过程中会产生大量的废弃物,大多被直接丢弃或焚烧,不仅污染环境,还造成资源的大量浪费。为将这些废弃的生物质资源变废为宝,本文以竹材制浆备料废弃物为研究对象,针对竹材制浆造纸各工段产生的竹质纤维废弃物,开展竹材废料液化、分离和纯化技术研究,通过液化组分多元醇酯化,开发具有保温、阻燃等功能的新材料,以期用于建筑和装修等领域,达到相关标准的要求。主要研究内容包括:1.对竹屑进行化学成分和基本性质分析,得出竹屑(40~60目)中纤维素含量47.35%、半纤维素含量20.15%、木质素含量26.66%,湿基含水量7.42%,灰分4.80%,苯醇抽出物含量为1.36%。采用元素分析、FT-IR分析、热重分析及差示扫描量热分析等分析方法对竹屑的基本性质进行分析,可以得出,竹屑是由大量的羟基、甲基、羰基和苯环结构构成;竹屑在热解过程中放出大量的热,且其三大组分的热解快慢程度不同,首先是纤维素进行热解,其次是半纤维素的热解过程,最后才是木质素的热解。2.在常压条件下,以聚乙二醇-400及丙三醇为混合液化剂、浓硫酸为催化剂对竹屑进行液化,可以得出原料粒径、原料用量、液化温度、丙三醇用量、反应时间、不同催化剂种类以及用量等因素会影响竹屑的液化效果。通过单因素实验及正交实验得出最佳反应条件为:以12.5 g竹屑为原料,40 g PEG400和10 g丙三醇为液化剂,2.5 g的浓硫酸作为催化剂,在150℃下反应1.5 h,液化率可达97%以上,液化较完全。验证实验证明,在最佳条件下的液化反应具有较好的重复性,从而说明在此条件下对竹屑进行液化制备液化油是可行的。3.在最佳液化条件下,将竹屑液化后可得到黑褐色黏稠的液化油,测得黏度为750m Pa·s,酸值为43.2 mg KOH/g,羟值为350 mg KOH/g。通过FT-IR、GPC及GC-MS分析可知,液化产物是由多种带有支链结构的聚醚和聚酯多元醇组成,成分复杂,含有大量的羟基官能团;其分子量的范围分布在20372到18之间,为连续性分布,且平均分子量为838.2,满足制备中强度硬质聚氨酯泡沫对组分多元醇的要求。4.以未经任何处理的液化产物多元醇部分替代工业聚醚多元醇4110,与PAPI反应制备聚氨酯泡沫塑料,分别探讨了液化产物用量、异氰酸酯指数、催化剂用量、泡沫稳定剂用量及发泡剂用量对泡沫性能的影响。结果表明,选择40%的液化产物加入量,异氰酸根指数1.1,物理发泡剂用量为多元醇质量的15%,化学发泡剂用量为1.5%,硅油用量为2.5%,各催化剂用量为1%时,可得到性能较好的聚氨酯泡沫材料。5.竹屑多元醇液化油和工业聚醚4110分别以0:100、20:80、40:60、50:50、60:40、80:20的比例混合发泡得到发泡体PUF-a、PUF-b、PUF-c、PUF-d、PUF-e、PUF-f。采用FI-IR、热重分析、SEM等对泡沫进行分析,结果表明:40%以内的多元醇液化油用量取代工业聚醚可以得到与普通聚氨酯泡沫塑料性质相近的泡沫体材料,而且降低了经济成本。6.以三聚氰胺、聚磷酸铵(APP)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)为阻燃剂,采用40%竹屑液化油和发泡剂、催化剂及其他助剂合成聚氨酯泡沫材料,对添加不同阻燃剂制备的聚氨酯泡沫材料的阻燃性能进行研究,分别测定其氧指数。结果表明:阻燃剂三聚氰胺、聚磷酸铵和甲基膦酸二甲酯均与发泡其他组分有较好的相容性,其加入能有效的提高泡沫材料的阻燃性;且当三聚氰胺用量10%、聚磷酸铵用量为15%、甲基膦酸二甲酯用量为5%时,可在保证泡沫力学性能的前提下,制得有较好的阻燃效果的聚氨酯泡沫塑料。