CN104530446A - 花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农副产品深加工和聚醚多元醇技术领域，具体的说是一种花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法。经处理后的花生壳粉与聚乙二醇和小分子醇混合，加入强酸作催化剂，在120-150℃下反应1.0-5.0h，反应后加入碱调整反应液pH值至中性，抽滤，滤液为花生的液化改性产物，即聚醚多元醇；本发明制备出了液态的产物，没有引入其他不能参加反应的溶剂，不需要溶剂回收；液化产物可以代替石油基聚醚多元醇制备各种聚氨酯泡沫、聚氨酯弹性体及水性聚氨酯涂料等，节省石油资源。
Description
技术领域
本发明属于农副产品深加工和聚醚多元醇技术领域，具体的说是一种花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法。
背景技术
我国是农业大国，各类农作物秸秆、种子外壳等资源由于具有产量大、分布广、种类多等特点，长期以来一直是农业发展的宝贵资源。
目前，花生壳在我国主要被当作饲料和燃烧使用，未充分发挥其利用价值。花生壳主要由纤维素、半纤维素和木质素组成，其中木质素中含有大量的聚醚型天然高分子，其结构和石油基聚醚多元醇(聚氨酯材料的原料)具有相似性。采用花生壳中的木质素代替部分的石油基聚醚多元醇，不仅可提高其附加值，而且可以缓解日益紧张的石油资源的消耗。但是存在以下问题：一是花生壳中木质素含量在30-35％左右，利用率低，二是从花生壳提取木质素过程中需要消耗大量的溶剂，溶剂回收费用大；三是木质素本身是固态，仍需被其他溶剂液化后，才可以像石油基聚醚多元醇一样发挥反应性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法，经处理后的花生壳粉与聚乙二醇和小分子醇混合，加入强酸作催化剂，在120-150℃下反应1.0-5.0h，反应后加入碱调整反应液pH值至中性，抽滤，滤液为花生壳的液化改性产物，即聚醚多元醇；
其中，强酸的用量为花生壳粉质量的5-20％，聚乙二醇为分子量为400-600的聚乙二醇。
所述处理后的花生壳粉为将花生壳用水清洗干净，去除杂物，然后自然风干、粉碎，过筛，取60目以下花生粉，待用。
所述强酸为浓硫酸、浓盐酸、对甲基苯磺酸或固体强酸。
所述聚乙二醇、小分子醇和花生壳粉之间的重量份数比为8:2:(1-2)。
所述小分子醇为丙三醇或乙二醇。
所述碱为强碱。
优选强酸为浓硫酸、浓盐酸或固体强酸。聚乙二醇为平均分子量为400的聚乙二醇。强碱为KOH或NaOH。
本发明所具有的优点：
本发明通过液化改性，使花生壳转化成具有反应活性的物质，成为石油基聚醚多元醇的替代原料，作为生产聚氨酯材料的重要中间体。
本发明在强酸的催化作用下，将聚乙二醇、小分子醇和花生壳粉发生反应，将花生壳粉化学改性，同时制备出了液态的产物，反应过程中未引入其他反应溶剂，不需要溶剂回收；液化产物可以代替石油基聚醚多元醇制备各种聚氨酯泡沫、聚氨酯弹性体及水性聚氨酯涂料等，节省石油资源。
附图说明
图1为本发明实施例提供的液化产物的红外光谱图。
图2为本发明实施例提供的液化产物的红外光谱图。
图3为本发明实施例提供的液化产物的红外光谱图。
图4为本发明实施例提供的液化产物的红外光谱图。
图5为本发明实施例提供的液化产物的红外光谱图。
图6为本发明实施例提供的液化产物的红外光谱图。
具体实施方式
为了更好实施本发明，通过以下实施例对本发明做进一步说明但不局限于这些实施例，据本发明的内容对本发明所作的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明保护范围。
实施例1
在装有搅拌器、热电偶、冷凝回流管的1000mL四口烧瓶中，加入30g花生壳粉、聚乙二醇240g、丙三醇60g，放入已预热至150℃的油浴锅中搅拌均匀，缓慢滴加硫酸5.1g，完毕后，保持150℃反应2小时，停止搅拌和加热，加入KOH中和使反应混合液至中性，倒入已放有2层滤纸的布氏漏斗中抽滤得到液化产物，即聚醚多元醇(参见图1)。上述转移出液化产物后的四口烧瓶，经过多次水洗，水洗液一并倒入布氏漏斗中抽滤得残渣，残渣率为1.3％。
残渣率计算方法为：
实施例2
在装有搅拌器、热电偶、冷凝回流管的1000mL四口烧瓶中，加入30g花生壳粉、聚乙二醇240g、丙三醇60g，放入已预热至150℃的油浴锅中搅拌均匀，缓慢滴加硫酸5.1g，完毕后，保持150℃反应1小时，停止搅拌和加热，加入KOH中和使反应混合液至中性，倒入已放有2层滤纸的布氏漏斗中抽滤得到液化产物，即聚醚多元醇(参见图2)。上述转移出液化产物后的四口烧瓶，经过多次水洗，水洗液一并倒入布氏漏斗中抽滤得残渣，残渣率为2.7％。
实施例3
在装有搅拌器、热电偶、冷凝回流管的1000mL四口烧瓶中，加入30g花生壳粉、聚乙二醇180g、丙三醇60g，放入已预热至150℃的油浴锅中搅拌均匀，缓慢滴加硫酸5.1g，完毕后，保持150℃反应2小时，停止搅拌和加热，加入KOH中和使反应混合液至中性，倒入已放有2层滤纸的布氏漏斗中抽滤得到液化产物，即聚醚多元醇(参见图3)。上述转移出液化产物后的四口烧瓶，经过多次水洗，水洗液一并倒入布氏漏斗中抽滤得残渣，残渣率为7.4％。
实施例4
在装有搅拌器、热电偶、冷凝回流管的1000mL四口烧瓶中，加入30g花生壳粉、聚乙二醇240g、丙三醇60g，放入已预热至140℃的油浴锅中搅拌均匀，缓慢滴加硫酸5.1g，完毕后，保持140℃反应2小时，停止搅拌和加热，加入KOH中和使反应混合液至中性，倒入已放有2层滤纸的布氏漏斗中抽滤得到液化产物，即聚醚多元醇(参见图4)。上述转移出液化产物后的四口烧瓶，经过多次水洗，水洗液一并倒入布氏漏斗中抽滤得残渣，残渣率为4.3％。
实施例5
在装有搅拌器、热电偶、冷凝回流管的1000mL四口烧瓶中，加入30g花生壳粉、聚乙二醇240g、丙三醇60g，放入已预热至150℃的油浴锅中搅拌均匀，分次加入对甲苯磺酸6.0g，完毕后，保持150℃反应2小时，停止搅拌和加热，加入KOH中和使反应混合液至中性，倒入已放有2层滤纸的布氏漏斗中抽滤得到液化产物，即聚醚多元醇(参见图5)。上述转移出液化产物后的四口烧瓶，经过多次水洗，水洗液一并倒入布氏漏斗中抽滤得残渣，残渣率为20.9％。
实施例6
在装有搅拌器、热电偶、冷凝回流管的1000mL四口烧瓶中，加入30g花生壳粉、聚乙二醇240g、乙二醇60g、固体强酸5g，放入已预热至150℃的油浴锅中搅拌均匀，然后保持150℃反应2小时，停止搅拌和加热，倒入已放有2层滤纸的布氏漏斗中抽滤得到液化产物，即聚醚多元醇(参见图6)。上述转移出液化产物后的四口烧瓶，经过多次水洗，水洗液一并倒入布氏漏斗中抽滤得残渣，残渣率为1.1％。
由上述各图以图1的红外光谱图为例进行分析说明，其他实施案例中的红外光谱图峰位置和强度与图1相似，即3405cm-1附近为酚羟基的伸缩振动引起的；2871cm-1附近为甲基中C-H的对称伸缩振动引起的；1647cm-1附近为C＝C的伸缩振动引起的；1092cm-1附近为-C-O-C-的伸缩振动引起的,这是聚醚多元醇的特征吸收峰,说明液化产物为聚醚多元醇。
Claims (8)
1.一种花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法，其特征在于：经处理后的花生壳粉与聚乙二醇和小分子醇混合，加入强酸作催化剂，在120-150℃下反应1.0-5.0h，反应后加入碱调整反应液pH值至中性，抽滤，滤液为花生壳的液化改性产物，即聚醚多元醇；
其中，强酸的用量为花生壳粉质量的5-20％，聚乙二醇为分子量为400-600的聚乙二醇。
2.按权利要求1所述的花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法，其特征在于：所述处理后的花生壳粉为将花生壳用水清洗干净，去除杂物，然后自然风干、粉碎，过筛，取60目以下花生粉，待用。
3.按权利要求1所述的花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法，其特征在于：所述强酸为浓硫酸、浓盐酸、对甲基苯磺酸或固体强酸。
4.按权利要求1所述的花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法，其特征在于：所述聚乙二醇、小分子醇和花生壳粉之间的重量份数比为8:2:(1-2)。
5.按权利要求1所述的花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法，其特征在于：所述小分子醇为丙三醇或乙二醇。
6.按权利要求1所述的花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法，其特征在于：所述强酸为浓硫酸、浓盐酸或固体强酸。
7.按权利要求1所述的花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法，其特征在于：所述聚乙二醇为平均分子量为400的聚乙二醇。
8.按权利要求1所述的花生壳液化改性制备聚醚多元醇的方法，其特征在于：所述碱为强碱。
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