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摘 要

本文研究了稻草的组成及各组分含量，选取了稻草粒径、含水率、液固比、聚醚（型号XCP-244）与丙三醇（GL）比值、催化剂含量、反应时间、反应温度等7个因素对液化反应的影响，从而得出最佳液化条件。根据不同时间段产物羟值与酸值的大小，按照最佳液化条件进行液化实验。

关键词：稻草；液化条件；聚醚液化剂

Abstract： This article studies constituents of straw and their content. And seven different factors are put into the research of liquefication including grain size, moisture content, liquid-solid ratio etc, what the best condition is chose from . What’s more, hydroxyl value and acid value under different times are used into the study on the reaction mechanism, reaction under the best condition is carried out to get the target product.

Keywords: straws; liquefication condition; polyether liquefacient

目 录

1 前言 5

1.1聚氨酯及其发展概况 5

1.2 我国稻草资源现状 5

2 实验 5

2.1实验流程 5

2.1.1 实验仪器 5

2.1.2 实验准备 6

2.2 稻草纤维基本性质分析 6

2.2.1 稻草纤维的化学组成分析 6

2.2.2 液化实验 7

2.3 液化最佳工艺选取方法 8

2.4 羟值的测定 9

2.5 关于液化主要存在的一些问题 10

3 结果和讨论 10

3.1 稻草纤维各成分分析 10

3.1.1 稻草纤维的化学结构分析 10

3.1.2 稻草纤维的热稳定分析 12

3.2 液化产物羟值、酸值的测定 12

3.3 各因素对液化反应的影响和结果讨论 13

3.4 最佳液化条件选取 20

结 论 21

参 考 文 献 22

致谢 23

1 前言

1.1聚氨酯及其发展概况

聚氨酯(PU) 是指分子链中含有多个氨酯键(-NH-COO-)的聚合物的总称。氨酯键一般由异氰酸酯基和羟基反应获得。聚氨酯自20 世纪 30 年代由德国化学家O. Bayer 发明以来，迅速用于制造泡沫塑料、纤维、弹性体、合成革、涂料、胶黏剂、铺装材料和医用材料等，广泛应用于交通、建筑、轻工、纺织、机电、航空、医疗卫生等领域。随着聚氨酯化学研究、产品制造和应用工艺技术的进步以及应用领域的不断扩宽，逐渐形成了目前世界上居第6 大合成材料地位(PE，PP，PVC，PS，PET，PU) 的工业体系 ^[1] 。

合成聚氨酯主要原料为聚醚多元醇（PPG）、异氰酸酯（TDI，甲苯二异氰酸酯） 、（MDI，二苯基甲烷二异氰酸酯）等。制品种类主要包括软泡、硬泡、弹性体、纤维、合成革、胶黏剂、密封剂和涂料等，其中软泡和硬泡比例最大。软泡中以家具、床垫、汽车、地毯为主；硬泡以建筑保温和工业绝热为主 ^[2] 。

发展生物基聚醚多元醇已成为研究热点，原因有三：(1) 石化资源储量日益减少，石化产品价格持续上涨； (2) 石油基聚氨酯材料稳定性高，在自然状态下难以降解； (3) 由生物基聚醚多元醇合成的聚氨酯具有生物可降解性。因此，无论从行业可持续发展的角度，还是从环境保护角度，生物基聚醚多元醇的开发都具有重要意义 ^[3] 。

1.2 我国稻草资源现状

我国是个农业大国，每年的水稻产量巨大。据国家部门统计，2013年稻草产量有2.02亿吨，占农村总秸秆产量的1/5，是第一大农作物秸秆。近10多年来，随着秸秆产量增加、农村能源结构改善和各类替代原料应用，以及综合利用经济性差、产业化程度低等原因，秸秆出现了地区性、季节性、结构性过剩，稻草多以焚烧的方式被处理掉，在污染环境的同时，又造成了资源的大量浪费^[4]。

将稻草液化成多羟基化合物合成聚氨酯材料，既缓解了以石油为原料的聚氨酯工业所面临的原料紧缺、环境污染等压力，又为稻草的利用提供了一条新的途径，对发展循环经济、保护环境具有重要意义。

2 实验

2.1实验流程

2.1.1 实验仪器

名称	生产厂家	型号
聚醚 KOH 丙三醇 浓硫酸 丙酮	淮安利安科技有限公司 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 国药集团化学试剂有限公司 南京奥佳化工有限公司	XCP-244 AR AR AR AR
傅里叶变换红外光谱仪	美国NICOLET公司	AAVATAR-360FT-IR
热重分析仪	瑞士METTLER TOLEDO公司	TGA/SDTA85le

2.1.2 实验准备

实验前将稻草粉碎后，用规格不同的四种筛分器，分别是18目、80目、120目、200目，筛分出不同粒径的稻草纤维；选用的液化试剂为XCP-244、GL，催化剂98%的浓硫酸（主）和硼酸（助）一定比例混合；考虑到液化体系的粘度较大，采用机械搅拌器进行搅拌；实验采用单因素的研究方法研究残渣率的影响因素以及最佳工艺，实验因素如表2：

表2：液化实验影响因素以及取值范围

影响因素	取值范围
稻 草 粒 径	18-80目	80-120目	120-200目	200目以上
液 固 比	3:1	6:1	9:1	12:1
含 水 率 /%	0	5.90	22．01	36．79
XCP-244 ： GL	8:1	6:1	4:1	2:1
催化剂含量 /%	1	3	5	7
反应温度 /℃	120	140	160	180
反应时间/min	60	90	120	150
其 他	液化反应催化剂采用无氧化性酸和碱

2.2 稻草纤维基本性质分析

2.2.1 稻草纤维的化学组成分析

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