硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)具有质量轻、压缩强度高、保温隔热性能优异的特点,常用于建筑、家具等行业。近些年来,随着全球石油价格的不断上涨,能源危机逐步加剧,减少对石油基聚氨酯材料的依赖,开发新型生物基聚氨酯材料已经成为科研工作者研究热点,也是未来聚氨酯工业的发展方向之一。在生物柴油的生产过程中,会产生成分复杂的粗甘油副产物。若能将粗甘油转化为一些高价值的化学品,不仅可以实现废物的利用,而且可以大大降低生物柴油的生产成本。同时,我国又是一个农业大国,每年会产生近10亿吨秸秆,但大部分都被焚烧或掩埋,这不仅是对资源的浪费,同时也会对环境造成严重的污染。因此,本课题探索以小麦秸秆为原料、粗甘油为液化溶剂,采用两步法合成小麦秸秆生物基多元醇,并将其用于RPUF的制备。通过对发泡配方进行调整得到了适用于小麦秸秆生物基聚氨酯泡沫的发泡配方;同时,由于RPUF的易燃性,以添加型阻阻燃剂对RPUF进行了阻燃改性研究,并探索了阻燃剂对其力学性能、保温性能、微观结构和阻燃性能的影响。论文的主要成果如下:1.以液化率和羟值为主要指标,采用两步法对小麦秸秆生物基多元醇的制备条件进行了优化,优化结果为:第一步:反应温度:240℃、Na OH用量:6%、反应时间:4 h、固液比:10%;第二步:复合醇(CP)用量:25%、反应时间:4.5 h。在此条件下,生物基多元醇的羟值为658 mg KOH/g,酸值为2.3 mg KOH/g,适用于RPUF的制备。2.以小麦秸秆生物基多元醇部分替代商业聚醚多元醇制备了RPUF,并对其发泡配方进行了优化,优化结果为:生物基多元醇20份、商业聚醚多元醇80份、异氰酸酯指数1.15、一氟二氯乙烷(HCFC-141b):40份、三乙烯二胺(A-33):1份、二月桂酸二丁基锡(T-9):3份、硅油(AK8805):4份。在此发泡配方下,聚氨酯泡沫的压缩强度达231 k Pa、密度为0.033 g/cm~3、导热系数为0.027W/(m K)。3.为了提高生物基聚氨酯泡沫的阻燃性能,对不同的阻燃剂组合进行了筛选,确定了以甲基膦酸二甲酯(DMMP)和可膨胀石墨(EG)复配的的最佳阻燃剂组合。当DMMP:EG为2:1、总用量为25%时,阻燃型硬质聚氨酯泡沫FRPUF-2:1的氧指数(LOL)可达26.2%。与RPUF相比,FRPUF-2:1的残炭率由23.4%提升至31.3%;热释放速率峰值由229.7 k W/m~2下降至161.8 k W/m~2,烟释放总量由3.1 m~2下降至2.4 m~2。在UL-94测试中FRPUF样品均达到V-0的燃烧等级;烟密度测试中FRPUF还表现出了更高的透光率和更低的比光密度,表明DMMP和EG在改善阻燃性的同时还能抑制烟雾的产生。