Page 207 - 《精细化工》2021年第6期

第 6 期 蒲红霞，等: 微波加热下含铬革屑助废弃竹屑的半液化 ·1269·

维中的阿魏酸、对香豆素、对羟基肉桂酸与木质素 2.5 胶黏剂的力学性能
之间的键被裂解 [30] ，说明 LS 的加入促使竹粉中的 测定利用半液化竹粉制备的胶黏剂的胶合板物
–1
半纤维素分解；1598 cm 处为苯环骨架 C==C 的伸 理力学性能，结果见表 2；测试后的样品照片见图 8。
缩振动吸收峰，但 b 中有更高的峰强度，表明 LS 实验制备的胶合板按照国家标准进行测试后，其结
的催化作用使竹粉中的物质发生了降解，更好地与 果达到 GB/T 9846—2015《普通胶合板》中Ⅱ类胶
–1
苯酚结合；1653 cm 处的峰与肽链中—C==O 伸缩 合板（供潮湿条件下使用的耐水胶合板）的标准（胶
振动有关，是酰胺Ⅰ带的吸收峰 [37] ，表明 b 中含有 合强度≥0.7 MPa，平均静曲强度≥22 MPa，平均弹
–1
大量的胶原蛋白；b 中在 1240 cm 处较强的吸收峰 性模量≥3650 MPa）。经比较，半液化竹粉制备的胶
归因于芳香族醚键，可解释为在 LS 的催化作用下， 黏剂力学性能较优。比较前期探索 [22] ，液化温度升
木质素能更好地与纤维素分离，分解的产物与酚羟 高 20 ℃，液化时间延长 4 min，以盐酸（质量分数
基环结合 [34] 。 37%）用量 8%（以竹粉质量为基准）替代硫酸（质
量分数 98%）进行催化液化，竹屑的液化率升高 2%，
静曲强度升高了 4.4 MPa，每 kg 胶可以循环利用 120
g 废弃革屑。

表 2 复合胶黏剂用于胶合板的力学性能
Table 2 Mechanical properties of composite adhesive used
for plywood
施胶量/ 胶合强度/ 弹性模量/ 静曲强度/
指标名称 2
(g/m ) MPa MPa MPa
复合胶黏剂 280 0.83 4740 57.5

图 8 胶合强度（a）和力学性能（b）测定后试样照片
Fig. 8 Photographs of the tested sample for bonding
strength (a) and mechanical property (b)

3 结论

（1）LS 中含有助竹子半液化的两种重要组分
（铬金属离子以及多肽），在盐酸与苯酚协同作用，
微波加热的条件下，铬金属离子与盐酸形成氯化铬
作为催化剂有助于竹纤维脱水、水解液化，LS 在酸
热作用下迅速降解成小分子，可以起溶剂化作用。
（2）根据板材黏合剂兼腻子的抗水性、延弹性及含
Cr(Ⅵ)量限制考虑，采用单因素实验方法探究出液
化的优化参数为：在 150 ℃下，微波液化 15 min，
液固比为 5∶1，革屑用量 12%，竹粉的液化率可达
60.95%。（3）通过 SEM、FTIR 与 DSC 表征分析表
明，液化过程除去了大部分的半纤维素和木质素，

图 7 竹粉原样（Aa）、半液化竹粉滤渣（Ab）、微晶纤 表明采用革屑和盐酸组合催化液化是有效的，而且
维素（Ac）、5-HMF（Ba）、半液化竹粉滤液（Bb） 对两种废弃物的循环利用有意义。
以及未加入 LS（Ca）和加 LS（Cb）的半液化竹
参考文献：
粉滤渣的 FTIR 谱图
Fig. 7 FTIR spectra of bamboo powder (Aa), semi- [1] CHUNG M J, WANG S Y. Physical and mechanical properties of
liquefaction residue (Ab), cellulose (Ac), 5-HMF composites made from bamboo and woody wastes in Taiwan[J].
(Ba), lysate (Bb), and without LS (Ca) and with Jounal of Woodence, 2019, 65(57): 1-10.
LS (Cb) of semi-liquefied bamboo powder residue [2] YEH C H, YANG T C. Utilization of waste bamboo fibers in