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沙柳是一种广泛生长在内蒙古地区的沙生灌木,由于它含有大量的活性基团,所以是一种很好的化工原料。本文利用生物质材料液化技术,采用不同的液化工艺将沙柳木粉转化为多羟基化合物(液化产物),通过测定其液化产物的性能来确定最佳液化工艺,并将该液化产物与异氰酸酯合成聚氨酯发泡材料,同时分析研究该发泡材料的性能,进一步扩大其应用范围,使其可以替代部分石油基产品。(1)沙柳液化工艺本文以沙柳为研究对象,分别以乙二醇、苯酚与聚乙二醇-丙三醇混合液三种试剂为液化剂,采用正交试验法进行试验,通过方差、极差分析法来确定液比、催化剂、反应温度与反应时间等因素对液化效果的影响。结果表明:①以乙二醇为液化剂,液化最佳工艺条件为:液比6、催化剂用量9%、温度150℃、液化时间120min;②以苯酚为液化剂,最佳液化工艺条件为:液比4、催化剂用量7%、温度150℃、液化时间120min;③以聚乙二醇-丙三醇混合液为液化剂,最佳工艺条件为:液比5、催化剂用量6%、温度140℃、液化时间110min。(2)沙柳液化产物性能分析分别对三种不同液化产物的羟值、酸值、黏度以及官能团进行了分析。结果表明:①乙二醇液化产物的羟值为296.6mgKOH/g,苯酚液化产物的羟值为265.8mgKOH/g,丙三醇-聚乙二醇液化产物的羟值为358.6mgKOH/g;②乙二醇液化产物的酸值为1.5mg/g,苯酚液化产物的酸值为1.4mgKOH/g,丙三醇-聚乙二醇液化产物的酸值为1.3mgKOH/g;③乙二醇液化产物的粘度为490.6mm~2/s,苯酚液化产物的粘度为811.3mm~2/s,丙三醇-聚乙二醇液化产物的粘度为698.1mm~2/s。通过对三种液化产物性能的分析对比,获得,聚乙二醇-丙三醇为液化剂的液化产物性能最好。④对液化产物进行了红外光谱分析,得出液化产物中含有更多具有反应活性的基团,有利于液化产物进一步合成聚氨酯发泡材料。(3)沙柳液化产物发泡材料的制备工艺将以上述性能最好的沙柳液化产物和异氰酸酯为原料,采用一步合成法制备沙柳发泡材料。最佳发泡工艺条件为:异氰酸酯的加入量40%、催化剂的加入量12%、成核剂的加入量5%、表面活性剂的加入量10%。(4)沙柳液化产物发泡材料性能研究①最佳工艺条件下得到发泡材料其密度为:(0.019-0.020)g/cm3。②发泡材料物理力学性能分析表明:2cm厚的发泡材料,其平均吸声系数为0.272大于0.2,适合做吸声材料;发泡材料的平均弯曲强度为0.0045MPa;发泡材料的平均压缩强度为11.6%;发泡材料的平均硬度为65HD。③发泡材料的红外光谱分析表明,发泡材料中含有大量的氨基的N-H伸缩振动吸收峰、-CONH2、-CONHR的伸缩振动峰、氨酯基团中N-H的伸缩振动吸收峰等,这些基团均具有聚氨酯特征。④发泡材料的微观形貌分析,通过扫描电镜可以看到泡孔的结构完整,具有一定的形状,而且泡孔连接紧密。