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
ARARARAR
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
稻草中主要含有水分、纤维素、半纤维素、木质素以及其他一些难溶性的组分,也称灰分。本文首先将普通稻草晒至自然干后,用粉碎机粉碎成一定粒径大小的稻草渣,利用化学方法对各组分含量逐一分析。