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第 35 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.35, No.9
201 8 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2018

功能材料
酶解玉米秸秆残渣制备聚氨酯硬质泡沫

张 通，白富栋，李 政，薛 冬，王领民，乔 凯

（中国石油化工股份有限公司 抚顺石油化工研究院，辽宁 抚顺 113001）

摘要：以制备纤维乙醇得到的酶解玉米秸秆残渣为原料，采用碱性乙醇法提取木质素，然后用聚乙二醇/甘油溶
液将木质素进行液化得到木质素基多元醇，并以此液化产物代替部分聚醚多元醇用于聚氨酯泡沫的合成。结果
表明：碱性乙醇法得到的木质素提取率为 93.5%，木质素质量分数达到 94.1%；在 PEG-400/丙三醇液化体系中，
木质素液化率高达 99.5%，液化产物羟值为 360 mgKOH/g；在聚氨酯合成中，木质素液化溶液对聚醚多元醇的
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替代量可以达质量分数 47%，所得聚氨酯泡沫产品的芯密度和压缩强度分别为 48.6 kg/m 和 212 kPa，满足工业
聚氨酯硬泡的国家标准。
关键词：酶解残渣；木质素；聚醚多元醇；聚氨酯泡沫；功能材料
中图分类号：TQ 353.6 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2018) 09-1491-05

Preparation of Polyurethane Rigid Foams Using

Fermentation Residue of Corn Stalk

ZHANG Tong, BAI Fu-dong, LI Zheng, XUE Dong, WANG Ling-min, QIAO Kai
（Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals, SINOPEC, Fushun 113001, Liaoning, China）

Abstract: Lignin was extracted from fermentation residue of corn stalk by alkaline-ethanol extraction
method and then liquefied with polyethylene glycol/glycerol to produce lignin-based polyols for the
preparation of rigid polyurethane foams. The results showed that lignin with a yield of 93.5% and a purity
of 94.1% was obtained. When PEG-400/glycerol was used as liquefaction solvents, the liquefaction
efficiency of lignin was as high as 99.5% and the hydroxyl number of liquefaction product was 360 mg
KOH/g. For the preparation of polyurethane rigid foams, the polyether polyols could be replaced by the
obtained liquefaction product, and the rate of substitution could reach 47% (mass fraction). The core density
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and compression strength of prepared polyurethane foam were 48.6 kg/m and 212 kPa, which met the
national standards of industrial polyurethane hard foam.
Key words: fermentation residue; lignin; polyether polyol; polyurethane foam; functional materials
Foundation item: Funding Project of SINOPEC (SH1402 and SH1601)

传统石化资源的日益枯竭和环境污染压力日益 每生产 1 t 生物乙醇会伴随产生 1 t 酶解秸秆残渣，
增大，使得开发以生物质能源为代表的可再生能源 残渣的主要成分是酶解木质素，且由于酶解过程比
[1]
迫在眉睫 。生物乙醇作为一种优质的液体燃料， 较温和，酶解木质素较好地保留了天然木质素的化
是最具开发潜力的石油替代燃料，其原料可以是廉 学活性，所以采用适当的分离方法提取残渣中的酶
价的农作物秸秆。中国每年有 2~3 亿吨玉米秸秆产 解木质素成分并将其应用于高分子材料合成等领
生，玉米秸秆主要成分是纤维素、半纤维素和木质 域，能有效提高农作物秸秆的利用率 [5-7] 。
素，为了提高对于农作物秸秆的经济性，研究者开 聚氨酯（PU）泡沫是由聚醚多元醇（或聚酯多
展了利用微生物、酶催化等生物技术使玉米秸秆中 元醇）和异氰酸酯在催化剂及其他助剂作用下合成
的纤维素和半纤维素转化为生物乙醇的研究 [2-4] 。但 高分子材料。它具有优异的力学强度、高弹性、耐

收稿日期：2017-08-08; 定用日期：2017-11-30; DOI: 10.13550/j.jxhg.20170643
基金项目：中国石油化工集团公司资助项目（SH1402、SH1601）
作者简介：张 通（1988—），男，工程师，博士，电话：18741125036，E-mail：zhangtong.fshy@sinopec.com。