利用造紙產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)物綠色合成聚氨酯高分子材料
聚氨酯在生活中應(yīng)用很廣，由于聚氨酯分子中含有強(qiáng)性氨基甲酸酯基團(tuán)，調(diào)節(jié)配方中NCO/OH的比例，可以制得熱固性聚氨酯和熱塑性聚氨酯的不同產(chǎn)物。按其分子結(jié)構(gòu)可分為線型和體型兩種。體型結(jié)構(gòu)中由于交聯(lián)密度不同，可呈現(xiàn)硬質(zhì)、軟質(zhì)或介乎兩者之間的性能，具有高強(qiáng)度、高耐磨和耐溶劑等特點(diǎn)。根據(jù)所用原料的不同，可有不同性質(zhì)的產(chǎn)品，般為聚酯型和聚醚型兩類。可用于制造塑料、橡膠、纖維、硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料、膠粘劑和涂料等。由于聚氨酯有劃不傷，無噪音；使用壽命長，成本低；耐溫在-20℃~120℃；聚氨酯產(chǎn)品無污染，無害無味。聚氨酯材料可用在國民生活的各個(gè)域，應(yīng)用范圍非常廣。可以代替橡膠，塑料，尼龍等。
《Green Chemistry》近報(bào)道，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所使用造紙副產(chǎn)物，木質(zhì)素磺酸為催化劑，以水為綠色溶劑，通過木質(zhì)素衍生產(chǎn)物，甲基俞創(chuàng)木酚與甲醛的縮合反應(yīng)制備了種木質(zhì)素基雙酚，再與來源于甘油的環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行縮水甘油醚化制備種新型的木質(zhì)素/甘油基雙環(huán)氧化合物，該環(huán)氧化合物與CO2進(jìn)行環(huán)加成反應(yīng)，可以制備木質(zhì)素/甘油基雙環(huán)碳酸酯，并將獲得的雙環(huán)碳酸酯用于聚氨酯材料的制備。
聚氨酯合成的主要反應(yīng)是異氰酸官能團(tuán)和羥基的縮合反應(yīng)。異氰酸酯和醇羥基發(fā)生加成反應(yīng)，就會(huì)生成個(gè)NH——CO鍵，讓個(gè)醇分子和個(gè)異氰酸酯分子連在起。該反應(yīng)途徑以生物質(zhì)資源和CO2為原料，通過綠色催化手段，制備生物基單體，并用于聚氨酯制備，為低碳高分子材料的設(shè)計(jì)與制備提供了新的思路。
研究發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)素基雙酚通過綠色催化途徑可以高效地轉(zhuǎn)化為木質(zhì)素/甘油基雙環(huán)碳酸酯，之后在DMSO中與各種二胺進(jìn)行開環(huán)聚合制備木質(zhì)素基聚氨酯，其中1,6-己二胺表現(xiàn)出佳的聚合反應(yīng)活性，獲得的聚氨酯具有較高的熱穩(wěn)定性，其分子量能達(dá)到46000 g/mol，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為63℃。
該合成方法對(duì)不僅可以獲得經(jīng)濟(jì)利益，而且有利于解決造紙產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物的處理，為低碳高分子材料的設(shè)計(jì)與制備提供了新的思路，是值得提倡的合成路線。
