[发明专利]一种半纤维素基聚醚多元醇的制备方法

说明书

本发明公开了一种半纤维素基聚醚多元醇的制备方法，取半纤维素和甘油，在溶剂、催化剂作用下，于90~150℃和小于0.6MPa下与环氧丙烷进行开环聚合反应，制得半纤维素聚醚多元醇；其中，溶剂选自二甲基甲酰胺、甲苯或二氧六环；催化剂选自氢氧化钾、甲醇钾、氢氧化钾或甲醇钠；原料配比m（环氧丙烷）：m（半纤维素）：m（甘油）为5~10:2:0~1，溶剂的质量用量为半纤维素的3~8倍，催化剂用量为半纤维素质量的2~8%。该方法用粘胶纤维废水回收的多羟基半纤维素作为原料制备半纤维素基聚醚多元醇，可用于制备聚氨酯硬质泡沫，有效地实现废弃资源的合理利用，减小环境压力，废弃资源利用高，成本低，具有很好的实用性。

技术领域

本发明属有机化工技术领域，涉及一种利用黏胶纤维废水中回收的半纤维素制备半纤维素聚醚及其制备聚氨酯硬泡的方法，具体涉及一种半纤维素基聚醚多元醇的制备方法。

背景技术

黏胶纤维以针叶和阔叶混合木浆为原料，经碱化、老化、磺化等工序制成可溶性纤维素磺酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成；在生产过程中产生大量含半纤维素碱性废水，直接作废水进行生化处理，不仅技术难度大，浪费资源，还会污染环境，对人类的健康造成威胁；如何对上述的有机废水中半纤维素进行有效地综合利用，避免环境污染，是有待研究人员解决的技术瓶颈。

因此，粘胶纤维废水中半纤维素回收与资源化利用技术开发迫在眉睫；半纤维素是一种来源于植物的多糖类化合物，不同种类的植物，其结构有较大不同，以D-木糖基、D-甘露糖基与D-葡萄糖基或D-半乳糖基为主链，其他糖基作为支链连接在主链上。半纤维素的化学结构间的差异性主要来自于不同的糖单元结构、短的分子链、大量的分子支链、不均一的主链等，其中支链结构较多，化学结构复杂。半纤维素有着独特的物化性能，同时来源广泛，近年来对半纤维素的研究逐渐增多，但由于其结构的复杂性，在实际的工业应用中有着一定的局限性，因此，如何有效地利用好丰富的半纤维素资源尤为重要。目前半纤维素主要用途有：水解发酵生产乙醇、饲料酵母、糠醛、木糖、木糖醇、山梨糖醇(己六醇)等精细化学品，半纤维素酯化、醚化、接枝共聚、氧化以及交联等化学改性制备半纤维素化学品。

聚氨酯泡沫塑料是仅次于聚烯烃、聚氯乙烯和聚苯乙烯的世界第四位的新型合成材料。硬质聚氨酯泡沫塑料具有优良的保温、防水、抗冲击、抗风压等性能，采用喷涂、浇注、板材贴面等多种施工形式，在冰箱、冷库、集装箱等致冷装置的绝热保冷、空调管道的绝热保冷、墙体的绝热保温、供热管道的绝热等领域具有广泛的应用。在聚氨酯工业中，硬质聚氨酯泡沫塑料约占30％的比例，其中用量最大的领域是绝热保温领域，占硬质聚氨酯泡沫塑料的50％以上。聚氨酯硬质泡沫由聚醚多元醇PPG(又称白料)与TDI或MDI(异氰酸酯，又称黑料)反应而制得。

聚醚多元醇(PPG)是聚氨酯泡沫的主要原料之一，由起始剂(具有活泼氢基团的化合物)与环氧化合物(环氧乙烷、环氧丙烷)经过加成聚合反应制得。目前使用较多的起始剂包括蔗糖、甘油、甘露醇、山梨醇、一乙醇胺、二乙醇胺等。通过加入活泼氢基团数目不同的起始剂得到聚醚多元醇的官能度有很大不同；在聚氨酯制品的实际应用中，通常会加入几种不同官能度的聚醚多元醇混合使用。

四川化工与腐蚀控制报道了以蔗糖为起始剂，少量水为辅助起始剂，在KOH作用下与PO聚合生成JH-475PPG。采用有机酸中和粗聚醚，使生成的有机盐溶解于物料中，避免了脱水、过滤等工序，缩短了生产周期，同时无废渣排放，增加了环保效益。

精细石油化工报道了以蔗糖、丙二醇为起始剂，加入少量纯水和氢氧化钾，与PO反应，反应聚合初始温度可控制低一些，为80～90℃，再逐步提高反应温度到100～110℃。在反应开始阶段，通过控制聚醚的反应速率，促使起始剂与PO充分反应，随着反应的进行，再适度提高聚醚的反应速度。在此条件下制备的低黏度高官能度硬泡PPG用磷酸中和、脱水、吸附剂吸附、过滤等工序得到合格的PPG。