[发明专利]一种利用玉米芯和工业辣椒废渣合成可降解聚氨酯的方法

说明书

技术领域

本发明属于可降解聚氨酯制备技术领域，具体涉及一种利用玉米芯和工业辣椒废渣合成可降解聚氨酯的方法。

背景技术

玉米芯是用玉米棒破碎得到的粉末，玉米芯含有丰富的纤维素、半纤维素、木质素，因而具有广泛的应用前景，中国玉米芯产量巨大，而应用领域却十分有限，大量被废弃。我国辣椒种植面积在蔬菜产业中仅次于白菜排在第二位，随着辣椒工业的快速迅猛发展，大量的辣椒工业废渣被废弃，至今还没有找到一条有效的途径。

聚氨酯泡沫材料因其多孔性使得其相对密度小，比强度高而被大量应用于包装、建筑、交通运输等领域，工业常规生产聚氨酯泡沫塑料是利用多元醇和异氰酸酯这两种石油提取物在一定条件下合成制得的，而在石油这种不可再生资源日益枯竭以及可以预期的未来即将消耗殆尽，必将严重阻碍聚氨酯泡沫材料的发展，寻找低成本易得的替代物是解决这一问题的有效途径。

玉米芯的液化产物代替多元醇合成的聚氨酯泡沫材料具有压缩强度大，硬度大，密度小等优点，但具有泡孔粗大，颜色深，有异味等缺点；辣椒工业废渣的液化产物代替多元醇合成的聚氨酯泡沫材料具有泡孔细腻，颜色较浅，无异味，压缩强度和硬度在很大范围内可调等优点，但具有密度较大等缺点。利用玉米芯和辣椒工业废渣的液化产物混合合成的聚氨酯泡沫在适当控制条件下具有压缩强度大，硬度大，密度小，泡孔细腻，无异味等优点，通过控制两种液化产物的比例可以得到符合不同要求的目标产物。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用玉米芯和工业辣椒废渣合成可降解聚氨酯的方法。

一种利用玉米芯和工业辣椒废渣合成可降解聚氨酯的方法，按照如下步骤进行：

(1)玉米芯液化产物的制取

取玉米芯粉碎筛取20-80目的部分，90-120℃干燥至衡重，制成玉米芯粉末；

取以下重量份数的原料：

玉米芯粉末        25份

多元醇液化剂      80-120份

浓硫酸            3-5份

将多元醇液化剂和浓硫酸在三口烧瓶中混合均匀，在油浴锅中加热至140-180℃，100-200r/min搅拌，再加入玉米芯粉末反应30-90min，迅速冷却至室温得到玉米芯的液化产物；

(2)工业辣椒废渣液化产物的制取

取工业辣椒废渣粉碎筛取20-80目的部分，90-120℃干燥至衡重，制成辣椒废渣粉末；

取以下重量份数的原料：

辣椒废渣粉末        25份

多元醇液化剂        80-120份

浓硫酸              3-5份

将多元醇液化剂和催化剂在三口烧瓶中混合均匀，在油浴锅中加热至140-180℃，100-200r/min搅拌，再加入辣椒废渣粉末反应30-90min，迅速冷却至室温得到辣椒废渣的液化产物；

(3)合成聚氨酯泡沫材料

取如下重量份数的原料：

将上述物料混合于搅拌容器中，在室温下以1200-1400转/分搅拌15-25s后倒于模具中，自然发泡15-60s，于室温下保存12-36h，使其充分熟化成型。

所述稳定剂为甲基硅油。

所述多元醇液化剂为重量比为(4-5)∶1的聚乙二醇-400和丙三醇的混合液。

所述浓硫酸的质量浓度为98％。

根据上述方法所得到的聚氨酯泡沫材料，其密度为60-165kg/m³，压缩强度为400-1400kPa，导热系数小于等于0.046w/(m℃)。

本发明的有益效果：

(1)原料采用廉价易得的农业生产中大量废弃的玉米芯，和工业生产中的辣椒废渣，有效地降低了成本的同时，给这两种工农业废料提供了有效的利用途径。

(2)传统的生物质基聚氨酯泡沫都是采用单一生物质液化产物来替代多元醇与多亚甲基多苯基异氰酸酯(PAPI)混合进行发泡，本发明首次将两种废弃生物质的液化产物相混合制得一种性能优良的聚氨酯泡沫，即玉米芯和辣椒废渣分别液化后混合发泡，有效提高了各项性能，使压缩强度，密度，导热系数等参数相比于单独一种液化产物合成的聚氨酯材料浮动范围更大，仅通过原料的配比一定程度上控制产物的性质，避免使用化学试剂和反应条件的控制来调节产物性质所增加的成本。

(3)在一定的条件下合成的产物同时具有两种物质分别合成聚氨酯材料所具备的优点，即泡孔细腻，外观整洁，颜色较浅，压缩强度高，密度小，导热系数低。