木質(zhì)素基發(fā)泡材料基礎(chǔ)研究.pdf

1、本項目在國家"863"計劃項目(批準(zhǔn)號：2002AA322050)的資助下，以天然可再生資源木質(zhì)素(衍生物)為原料，利用木素聚酚類三維網(wǎng)狀的無定形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過其與人工高分子材料的共混、共聚等發(fā)泡基礎(chǔ)研究，探討了木質(zhì)素(衍生物)發(fā)泡條件、產(chǎn)品性能以及降解特性。試驗結(jié)果表明： (1) 高純木質(zhì)素與LDPE-EVA共混的粘度表現(xiàn)出非牛頓流體的假塑性流體。木質(zhì)素含量、增容劑含量、溫度、LDPE/EVA對木質(zhì)素/LDPE-EVA共混體的

2、流變特性如最大扭矩、平衡扭矩以及塑化時間等都有顯著的影響。經(jīng)正交試驗優(yōu)化得出20份木質(zhì)素和10份增容劑與55/45的 LDPE/EVA在150℃下共混可以得到流變性能優(yōu)異的共混體。 (2) 當(dāng)共混材料中增容劑含量為10份時，共混材料表現(xiàn)出如下特性：拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率分別達(dá)到35.66MPa及23.58％，較未加增容劑分別提高了26.6％和65.7％；從1725～1800cm<'-1>范圍內(nèi)羰基特征吸收峰接近消失以及3438～3

3、440cm<'-1>范圍內(nèi)的羥基波數(shù)的增加暗示了共混材料中氫鍵締合的發(fā)生；共混物在100℃附近的吸熱峰較未加增容劑時降低了近2℃，相容性得到了提高；木質(zhì)素在基體中進(jìn)一步分散，結(jié)晶度增加，從而阻止木質(zhì)素的團(tuán)聚，增加了兩相的相容性。 (3) 木質(zhì)素與LDPE-EVA在一定條件下經(jīng)共混、造粒等工序可經(jīng)模塑發(fā)泡，且效果較好。綜合考慮發(fā)泡材料的力學(xué)強(qiáng)度與泡孔結(jié)構(gòu)，確定10份增容劑增容20份木質(zhì)素與55/45的LDPE-EVA共混并加入1份

4、交聯(lián)劑、2份發(fā)泡劑所得的發(fā)泡材料具有0.6～0.9MPa.的拉伸強(qiáng)度、40～60％的斷裂伸長率和小于0.1MPa.的壓縮強(qiáng)度，泡孔均勻。 (4) 在160～170℃，20份木質(zhì)素磺酸鈣與GR-4110G多元醇互溶2小時得到羥值為450～550mgKOH/g、粘度在500～1000mPa.s的木質(zhì)素多元醇。所得木質(zhì)素多元醇通過紅外光譜圖表明在1750am<'-1>附近有新的酯羰基生成，并且在1600cm<'-1>含有木質(zhì)素的芳香環(huán)

5、和1110cm<'-1>的聚醚鏈，表明木質(zhì)素磺酸鈣與聚醚多元醇在互溶過程中有化學(xué)鍵的接合。 (5) 木質(zhì)素多元醇與MDI進(jìn)行發(fā)泡時，當(dāng)穩(wěn)定劑L580含量為1.2％、An/sn為2：1時胺類催化劑加量為0.4％以及異氰酸酯指數(shù)為1.1時，所得木質(zhì)素型聚氨酯泡沫具有9～10Kg/m<'3>的泡沫密度及13.7～15kPa的壓縮強(qiáng)度。從木質(zhì)素型聚氨酯發(fā)泡材料的紅外光譜可以看出不僅在1535cm<'-1>附近含有聚氨酯的特征官能團(tuán)-NH

6、-，又含有木質(zhì)素和MDI的芳香基吸收峰。而從泡沫圖片可以看出木質(zhì)素型聚氨酯發(fā)泡材料的泡孔結(jié)構(gòu)較一般聚氨酯發(fā)泡材料的泡孔要大，而且其泡沫骨架結(jié)構(gòu)要粗。 (6) 木質(zhì)素基發(fā)泡材料在受控堆肥條件下發(fā)生了明顯的降解行為，供試樣品的降解遲滯階段(7～8天)較聚乙烯對照品(14天)有了明顯的提前，但仍遲于淀粉正對照(3天)：每天由于降解所釋放的CO<,2>也要高7～8g。同時，木質(zhì)素基熱塑發(fā)泡由于屬于共混發(fā)泡與共聚發(fā)泡的木質(zhì)素型聚氨酯相比每