利用造纸产业副产物绿色合成聚氨酯高分子材料

2016-05-16 10:07:48     来源: 贤集网

利用造纸产业副产物绿色合成聚氨酯高分子材料

聚氨酯在生活中应用很广,由于聚氨酯分子中含有强极性氨基甲酸酯基团,调节配方中NCO/OH的比例,可以制得热固性聚氨酯和热塑性聚氨酯的不同产物。按其分子结构可分为线型和体型两种。体型结构中由于交联密度不同,可呈现硬质、软质或介乎两者之间的性能,具有高强度、高耐磨和耐溶剂等特点。根据所用原料的不同,可有不同性质的产品,一般为聚酯型和聚醚型两类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。由于聚氨酯有划不伤,无噪音;使用寿命长,成本低;耐温在-20℃~120℃;聚氨酯产品无污染,无毒无味。聚氨酯材料可用在国民生活的各个领域,应用范围非常广。可以代替橡胶,塑料,尼龙等。

《Green Chemistry》最近报道,中国科学院大连化学物理研究所使用造纸副产物,木质素磺酸为催化剂,以水为绿色溶剂,通过木质素衍生产物,甲基俞创木酚与甲醛的缩合反应制备了一种木质素基双酚,再与来源于甘油的环氧氯丙烷进行缩水甘油醚化制备一种新型的木质素/甘油基双环氧化合物,该环氧化合物与CO2进行环加成反应,可以制备木质素/甘油基双环碳酸酯,并将获得的双环碳酸酯用于聚氨酯材料的制备。

利用造纸产业副产物绿色合成聚氨酯高分子材料

聚氨酯合成的主要反应是异氰酸官能团和羟基的缩合反应。异氰酸酯和醇羟基发生加成反应,就会生成一个NH——CO键,让一个醇分子和一个异氰酸酯分子连在一起。该反应途径以生物质资源和CO2为原料,通过绿色催化手段,制备生物基单体,并用于聚氨酯制备,为低碳高分子材料的设计与制备提供了新的思路。

研究发现,木质素基双酚通过绿色催化途径可以高效地转化为木质素/甘油基双环碳酸酯,之后在DMSO中与各种二胺进行开环聚合制备木质素基聚氨酯,其中1,6-己二胺表现出最佳的聚合反应活性,获得的聚氨酯具有较高的热稳定性,其分子量能达到46000 g/mol,玻璃化转变温度为63℃。

该合成方法对不仅可以获得经济利益,而且有利于解决造纸产业的副产物的处理,为低碳高分子材料的设计与制备提供了新的思路,是值得提倡的合成路线。


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