【摘 要】
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酚醛树脂作为三大热固性树脂之一,具有耐热、耐燃、化学稳定性好等优点。但生产酚醛树脂所使用的苯酚原料和甲醛毒性大,且苯酚来源于石工产品且具有不可再生性。生物质基高分子木质素中既有酚羟基又有醇羟基,具备替代苯酚生成生物基酚醛树脂的潜力。然而,天然木质素分子量大、结构复杂、空间位阻大导致不易进行聚合反应,需要进行改性或者将其解聚才能替代苯酚应用于酚醛树脂的合成。在这篇工作中,我们首先以Ru/C为催化剂及
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酚醛树脂作为三大热固性树脂之一,具有耐热、耐燃、化学稳定性好等优点。但生产酚醛树脂所使用的苯酚原料和甲醛毒性大,且苯酚来源于石工产品且具有不可再生性。生物质基高分子木质素中既有酚羟基又有醇羟基,具备替代苯酚生成生物基酚醛树脂的潜力。然而,天然木质素分子量大、结构复杂、空间位阻大导致不易进行聚合反应,需要进行改性或者将其解聚才能替代苯酚应用于酚醛树脂的合成。在这篇工作中,我们首先以Ru/C为催化剂及乙二醇为阻聚剂对木质素进行氢解解聚得到酚类油前体。GPC表明木质素解聚后的数均分子量从1776降低到588,UV-vis表征表明木质素解聚后游离的酚羟基含量从0.0524 mmol·g-1提高到0.6299 mmol·g-1,1H-NMR和13C-NMR结果表明木质素结构中部分醚键断裂,酚羟基含量增加,且单体含量增加较多的是愈创木基和紫丁香基。随后用氢解制备的木质素酚类油部分替代(20-50%)苯酚制备热塑性线性酚醛树脂。酚醛树脂的重要性质如软化点、游离酚含量、聚合速度等都符合工业产品的指标要求。采用红外光谱、核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、热重分析、差式扫描量热分析等手段对普通热塑性线性酚醛树脂(PF)和木质素基线性酚醛树脂(DLPF)的结构和性质等进行对比分析,并提出了DLPF的可能形成机理。50%-DLPF酚醛模塑料(木质素酚类油的替代率为50%)的性能测试显示,其重要性质如弯曲强度达到101.5 MPa,热变形温度达到208.5°C,远高于普通酚醛树脂模塑料的83.3 MPa和140.2°C。综上,木质素基酚醛树脂是一类性能优异的生物基高分子树脂材料。
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