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第 9 期 张 通，等: 酶解玉米秸秆残渣制备聚氨酯硬质泡沫 ·1493·

液化产物羟值按照《GB/T 12008.3—2009 聚醚 MDI，在 1500 r/min 搅拌下将上述混合物迅速搅 拌
多元醇羟值测定方法》测定。 均匀，然后倒入预热模具中，室温下自由上升发泡
1.2.3 不同木质素添加量的聚氨酯泡沫合成 2 min。待发泡停止后，将聚氨酯泡沫置于 70 ℃烘
将木质素液化产物与聚醚多元醇 4110（羟值为 箱中熟化 24 h，得到木质素液化产物添加量为
426 mgKOH/g ）和聚醚 多元醇 403 （ 羟值为 0~47%的聚氨酯泡沫。各组分添加量如表 1 所示。
670 mgKOH/g）混合，然后依次添加硅油、三乙烯 其中，木质素液化产物添加量指其占木质素液化产
二胺、二丁基二月桂酸锡、环戊烷和水；加入聚合 物与聚醚多元醇总质量的质量分数，下同。

表 1 不同木质素添加量聚氨酯硬质泡沫合成配方
Table 1 Formulations for preparation of polyurethane foams with different lignin contents
木质素液化产 木质素液 聚醚多元醇 聚醚多元 硅油/g 三乙烯 二丁基二 环戊烷/g 水/g 聚合
物添加量/% 化产物/g 4110/g 醇 403/g 二胺/g 月桂酸锡/g MDI/g
0 0 8 8 0.8 0.08 0.08 1.6 0.50 19
18 3.5 8 8 1.0 0.10 0.10 2.0 0.60 22
33 8.0 8 8 1.2 0.12 0.12 2.4 0.72 26
47 14.0 8 8 1.5 0.15 0.15 3.0 0.90 33
注：聚醚多元醇 4110、聚醚多元醇 403 与木质素液化产物的质量分数之和为 100；聚合 MDI 量按异氰酸酯指数为 1.1 添加，异
氰酸酯指数是异氰酸根与羟基的物质的量比。

2 结果与讨论 品，木质素提取率为 93.5%；经检测，精制木质素
中酸不溶木质素的含量为 88.1%，酸溶木质素的含
2.1 木质素预处理 量为 6.0%，精制木质素的纯度为 94.1%。
采用碱性乙醇法从酶解残渣中对木质素进行了 2.2 木质素液化条件的考察
提取精制，此法具有如下特点：（1）利用少量的碱 为了得到较佳的木质素液化条件，选取液化试
催化剂对酶解残渣中木质素与其他成分进行皂化分 剂中聚乙二醇/丙三醇质量比、木质素与液化试剂固
离，还能降解木质素大分子结构，增加其在乙醇溶 液比（即固体原料的质量与溶液体积比，kg/L）、液
液中的溶解度，进而提高木质素的纯度与提取率； 化温度和液化时间这 4 个主要因素进行了正交实
（2）乙醇可通过减压蒸馏回收再利用。结果显示， 验，并采用极差法对实验结果进行分析，见表 2。
60 g 酶解玉米残渣能提取得到 33.5 g 精制木质素产 根据极差 R 值，从表 2 可以得到木质素液化率

表 2 木质素液化正交实验及结果分析
Table 2 Orthogonal experiment design and results analysis of lignin liquefaction
序号 m（聚乙二醇）∶m（丙三醇） 固液比/（kg/L） 液化温度/℃ 液化时间/min 木质素液化率/%
1 4∶1 1∶5 100 10 80.6
2 4∶1 2∶5 120 30 99.5
3 4∶1 3∶5 150 50 69.1
4 2∶1 1∶5 120 50 95.5
5 2∶1 2∶5 150 10 78.2
6 2∶1 3∶5 100 30 65.2
7 1∶1 1∶5 150 30 92.0
8 1∶1 2∶5 100 50 88.5
9 1∶1 3∶5 120 10 55.6
249.2 237.8 234.3 214.4
I i
238.9 266.2 250.6 256.7
II i
236.1 189.9 239.3 253.1
III i
k i 3 3 3 3

I i/k i 83.1 79.3 78.1 71.5
79.6 88.7 83.5 85.6
II i/k i
78.7 63.3 79.8 84.4
III i/k i
4.4 25.4 5.4 14.1
R i