Page 206 - 《精细化工》2021年第6期
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·1268· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷
下，液化率达 60.95%。 自 320 ℃起开始出现向上的吸热峰，该峰对应的是
2.1.4 游离苯酚、游离甲醛与含铬量 纤维素吸热降解，直到 369.8 ℃开始熔融。而半液
本实验在 100 g 竹粉中加入 20 g 苯酚进行半液 化竹粉会经历纤维素结构的破坏过程，使得降解温
化，根据国家关于胶黏剂与树脂中游离苯酚含量限 度低于竹粉原样，自 347.4 ℃起开始吸热降解。进
制的要求，应除去半液化竹粉中的残余苯酚，按照 一步证明，竹粉在此过程中除去了大部分半纤维素、
苯酚物质的量的 10%，加入 0.63 g 甲醛。实验测定 木质素等物质，从而降低了纤维素的稳定性 [33] 。
了半液化竹粉中的游离苯酚含量为 21.1 mg/kg，游离
甲醛含量为 107 mg/kg，满足 GB/T 14732—2006
《木材工业胶黏剂用脲醛、酚醛三聚氰胺甲醛树脂》
游离苯酚含量（<6%），游离甲醛含量（<0.3%）的
要求。
按每 100 g LS 含 2.4 g Cr 计算，100 g 竹粉中加
入 12% LS，总含铬量约 2880 mg/kg。半液化竹粉检
测结果是含 Cr(Ⅵ)量为 2.32 mg/kg，达到 GB 5085.3
—2007（<5 mg/kg）的安全标准，也表明在酸性条
件及竹子液化组分环境中 Cr(Ⅲ)没有被氧化为
Cr(Ⅵ)。 图 6 竹粉液化前（a）和液化后（b）的 DSC 曲线
2.2 竹粉半液化前后形貌分析 Fig. 6 DSC curves of bamboo powder before liquefaction
(a) and after liquefaction (b)
将竹粉原样与半液化竹粉的固体残余物进行
SEM 分析，结果见图 5。可以看出，液化前后的竹 2.4 竹粉半液化产物的 FTIR 分析
材表面结构发生了变化，液化前的竹子表面呈现均 竹粉原样、半液化竹粉滤渣、微晶纤维素、
匀紧实的圆柱型纤维束排列，表面附着无规则的包 5-HMF、半液化竹粉滤液以及加入 LS 和不加 LS 的
壁物质；经过微波液化处理后竹纤维表面光滑洁 半液化竹粉滤渣的 FTIR 谱图，见图 7。
净，松散并曲折，这归因于竹子薄层中木质素、半 图 7A 中，无论是竹屑原样还是液化残渣，
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纤维素与纤维素交叠在一起的致密包壁结构被完 3640 cm 处都有一个宽峰，这是由于羟基的广泛分
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全破坏，致密结构崩塌，表现出一种熔融后流变收 布，使其振动位置发生弥散；2910 cm 处的强吸收
缩状态，说明通过微波液化技术可以有效地分离竹 峰归因于纤维素、半纤维素以及木质素中的—CH 2
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纤维。 的 C—H 不对称伸缩振动。1736 cm 处为半纤维素
中的羧基和乙酰基的—C==O 伸缩振动吸收峰 [13] ，
只有 a 中存在此吸收峰，而 b 和 c 中此峰消失，说
明微波液化竹屑的过程中除去了半纤维素；木质素
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的 4 个特征吸收带（1602、1512 cm 为芳香环骨架
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振动引起的伸缩振动吸收峰，1460 cm 为 C—H 与
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芳香环结合时的伸缩振动吸收峰，1237 cm 处为木
图 5 竹粉液化前（a）和液化后（b）的 SEM 图 质素的甲氧基引起的伸缩振动吸收峰）在 a 与 b 中
Fig. 5 SEM images of bamboo powder before liquefaction
(a) and after liquefaction (b) 都存在，表明在微波液化过程中只液化了部分的木
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质素 [34] ；1060 cm 为纤维素的最强谱带吸收峰，可
2.3 竹粉半液化前后的热性能（DSC）分析 归属为环状 C—O—C 的 C—O 伸缩振动吸收峰，表
DSC 是用于测量竹纤维在受热时成分之间的化 明在液化后的固体残余物中还存在大量的纤维素。
学变化，半液化前后竹纤维的 DSC 曲线见图 6。 图 7B 中，将半液化竹粉滤液与 5-HMF 的红外
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由图 6 可见，液化前后的竹粉都在升温初期开 谱图进行对比分析可知，1712 cm 处为醛基中的—
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始吸热，表明都存在小分子物质，整体软化温度都 C==O 的伸缩振动吸收峰 [35] ，1510 cm 处为—C==C
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在 70 ℃左右。在 216.3 ℃，在竹粉原样中出现了 —的伸缩振动吸收峰，而 1175 cm 和 1012 cm 为
部分收缩、熔融放热，归因于液化前原竹粉中部分 C—O—C 中—C—O 的伸缩振动吸收峰 [36] ，与 b 中
小分子物质由疏松转化为紧实的液体 [32] ，而在液化 的峰都能对应起来，说明半液化竹粉滤液中可能含
竹粉中未观察到，说明液化后的样品中半纤维素、 有 5-HMF。
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木质素等物质较少，形态没有发生变化。竹粉原样 图 7C 中，b 在 1738 cm 处无吸收峰，表明纤
