[发明专利]一种以碱纤维素为原料制备纤维素基聚醚多元醇的方法

说明书

本发明公开了一种以碱纤维素为原料制备纤维素基聚醚多元醇的方法，以碱纤维素和甘油为起始剂，加入溶剂，与环氧丙烷或/和环氧乙烷进行开环聚合反应，结束后保温至压力不再下降为止，通过中和、蒸馏脱除溶剂，洗涤除盐精制处理，制得纤维素基聚醚多元醇；其中，m(环氧丙烷)：m(纤维素)：m(甘油)为60～120∶6∶0～1。该方法用木质纤维素制备纤维素基聚醚多元醇，可代替石油基聚醚多元醇制备聚氨酯材料，具有独特的生物相容性和可降解性，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，涉及一种利用木质纤维素制备纤维素基聚醚多元醇及其制备聚氨酯材料的方法，具体涉及一种以碱纤维素为原料制备纤维素基聚醚多元醇的方法。

背景技术

资源能源问题是制约21世纪社会经济可持续发展的全球性问题，我国化石资源能源在世界上拥有量仅为石油1.2％、天然气1.3％、煤13.9％，所以构建能源可持续发展体系更为迫切。在可持续资源能源战略中，生物质资源以其原料来源丰富、再生速度快、减少温室气体排放、促进农业经济可持续发展等优势而成为世界各国竞相发展的重要产业。

生物基多元醇具有原料可再生、生物降解性好、毒性小等特点，可以在聚氨酯工业中替代部分或全部替代石油基聚醚多元醇，在引领产业向绿色、环保、可持续发展方向上，具有重大意义。

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。目前使用多羟基类生物质有机物作为起始剂有很多，包括蔗糖、甘油、甘露醇、山梨醇、一乙醇胺、二乙醇胺等。

专利《用于硬质聚氨酯泡沫塑料的松香聚醚多元醇及其制备方法》报道了以羟甲基松香、小分子醇为起始剂，氢氧化钾为催化剂，与PO、EO反应，反应结束后，减压蒸馏得到松香聚醚多元醇粗品。再用酸性白土和磷酸在80℃下搅拌混合，中和脱色，过滤除杂得到精制松香聚醚多元醇。

化工与材料报道了以结晶山梨醇为起始剂，氢氧化钾为催化剂，与PO反应。反应结束后，加入草酸或者磷酸，搅拌中和，加入活性炭保温50℃搅拌1h，负压抽滤即得产品。

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。

化工技术与开发报道了以蔗糖、甘油为起始剂，氢氧化钾为催化剂，与PO反应，控制PO滴加速度，以维持聚合压力和聚合温度在一定范围内。反应结束后，降温出料，一次加入一定量草酸、吸附剂等，然后搅拌、过滤，再经抽真空脱水，制得合格的PPG。

聚氨酯工业报道了以蔗糖、含氮化合物为起始剂，氢氧化钾为催化剂，与PO反应。采用连续加料的方式，先加入一批PO，升温反应至120℃，再加入第二批PO，继续反应至压力恒定，脱气，制得粗聚醚多元醇。粗制聚醚中，加入中和剂以及吸附剂，得到淡黄色透明液体PPG。

聚氨酯工业报道了以蓖麻油为起始剂，DMC为催化剂，与PO反应，降温出料得到蓖麻油基聚醚多元醇。

浙江化工报道了以季戊四醇为起始剂，与PO、EO在100～120℃温度下进行嵌段共聚或无规共聚，得到一系列不同分子量不同结构的共聚醚。研究了聚醚分子量、分子结构与表面活性的关系。