苯酚类物质

关键词：

苯酚类物质（精选三篇）

苯酚类物质 篇1

关键词：气相色谱法,固定废弃物,苯酚类物质,分析

1 引言

随着科学技术的发展, 在一些制药、石化以及焦化等废弃物中均含有苯酚类物质, 这些物质在一定的程度上具有水溶性, 相对于其他多元酚类物质来说, 其毒性较高, 如果不进行妥善处理, 这些物质在经过雨水冲刷以后, 就会严重污染地下水系和地表, 甚至还会影响水中一些生物的生存。

2 气相色谱法概述

所谓气相色谱法就是指将气体看成是移动相的一种色谱方法。由于采用的固定相不同, 气相色谱法也可以分为气固色谱法和气液色谱法, 其中气固色谱法的固定相为固体, 而气液色谱法的固定相则是液体。根据色谱的分离原理来进行划分, 气相色谱法可以分为分配色谱或者吸附色谱两种, 其中在气固色谱法中, 其固定相是吸附剂, 相反分配色谱则属于气液色谱法。如果按照色谱的操作形式来分, 气相色谱为柱色谱, 如果采用的色谱柱规格大小不同, 又可以分为毛细管柱和一般填充柱, 通常毛细管柱又可以分为两种, 一种是填充毛细管柱, 一种是空心毛细管柱。空心毛细管柱主要是在内径仅仅只有0.1～0.5mm金属毛细管或玻璃的内壁直接涂上固定液;填充毛细管柱是最近几年才发展起来的一种新型管柱, 其主要是在厚壁玻管中放入一些多孔类型的固体颗粒, 通过加热将其拉制成为毛细管柱, 其内径通常在0.25～5.0mm。而一般填充柱主要是将一些固定相组装在一根金属管或者玻璃上, 其管的内径一般为2～6mm。通常在实际工作中, 一般最常用的气相色谱法为气液色谱法。

气相色谱系统主要是由涂着液体固定相的惰性固体、盛有吸附剂的管柱以及利用管柱的气体流动相所构成的。从管柱的另外一端加入要分析和分离的样品, 由于固定相对样品中不同组分的溶解能力和吸附能力的不同, 因此, 在固定相和液体相中这些不同组分的分配系数也会有所差异, 同时在两相中这些组分通过多次反复地分配以后, 在随着移动相移动的时候, 速度也会有所不同, 其中分配系数较小的组分在固定相中所滞留的时间就比较短, 能够快速地从这些色谱柱的末端流出, 将从色谱柱流出的各组分的浓度与进样以后的时间来作图, 所得到的图像被称为色谱图。

3 材料和方法

由于在固定废弃物中的苯酚类物质具有一定的挥发性、水溶性, 对此, 要想测定固定废弃物中的苯酚类物质是有一定难度的, 气相色谱法在进行样品分析和测定的时候, 由于样品处理方式的不同, 气相色谱法可以分为非衍生化法或者衍生化法, 所谓衍生化类型的气相色谱法主要是指通过衍生化剂处理分析样品中的化合物, 通过电子捕获检测器来对其进行测定, 但是由于衍生化剂具有较强的毒性, 同时在使用的时候非常不方便, 因此, 这种方法很难在实验室里面推广。而非衍生化类型的气相色谱法就无需处理分析样品, 将符合要求的分析样品直接放入分析色谱柱内, 通过氢火焰离子化检测器来对其进行测定, 要注意的是采用这种方法必须要选用适合的色谱柱。本文笔者就利用气相色谱法来分析和测定固定废弃物中的苯酚类物质, 通过一系列的实验来证明气相色谱法能够满足测定和分析固定废弃物中苯酚类物质的需求。通过各项实验以及有关的文献资料, 在实验过程中, 选用毛细管柱, 通过在温度较低的柱子内对固定废弃物中的一些苯酚类物质进行分析和分离。此外, 在该实验进行之前, 对含有苯酚类物质的这些固体废弃物进行了优化处理。

3.1 实验材料

(1) 材料和器具:

气相色谱图 (图1) 、若干玻璃填充柱、索式提取器、各种氢火焰离子化检测器以及相关实验所需的固定相和色谱担体、毛细管柱 (管柱内径为250μm, 膜厚为250nm, 柱长为20m, 温度最高为250℃) 、β-环糊精衍生物。

(2) 样品的准备:

将含有间甲酚、邻甲酚、苯酚以及对甲酚的各种标准样品分别称取100mg, 通过二氯甲烷将其溶解到100mL。

3.2 实验方法

通过静态法将这些固定液涂渍在色谱担体上, 并将这些担体放入相对应的比例色谱柱中区, 最后将这些安装好的填充柱进行上机老化3d, 以便备用。在实验过程中, 将混合好以后的担体, 装填入1m柱内, 在不同的柱温下进行操作, 其实验结果如图2所示, 接着按照以上的步骤, 将混合好的担体装填3m柱, 同样也在不同柱温下进行实验操作, 其实验结果如图3所示。

4 结果与分析

通过对二者的比较可以发现, 在同种比例混合好的担体上, 1m柱和3m柱所分离的苯酚类物质效果大致相同, 但是由于3m柱分离的时间要长一些, 其峰形没有1m柱的好。因此, 在1m柱中进行分离和分析, 其效果要更好一些。通过色谱图可以看出当柱温保持在115℃的时候, 其实验效果是最好的, 如果小于105℃的话, 其对甲酚和苯酚就不易分离, 如果大于135℃的话, 苯酚和邻甲酚就会不易分开。结合相关文献资料, 可以得出这样一个结论, 即有机皂土使用的最高温度在150℃, 阿皮松的使用最高温度是200℃, 其中实验选用的操作温度最好要比固定相使用的最高温度低40℃, 这样才能有效防止固定相的流失, 促使色谱柱的使用寿命延长。

毛细管柱气相色谱法, 随着科学技术的发展, 相对于以往的毛细管柱, 现在的毛细管柱的造价较低, 同时还能满足分析固体废弃物中苯酚类物质的要求。在该实验过程中其固定相是β-环糊精衍生物, 在120℃的柱温下, 同时气化室的温度为200℃, 载气速度在62cm/s, 检测器的温度为250℃的时候, 其理论塔板数能够在2000/m以上, 符合苯酚类物质分析的需求。此外, 称取重量为10g含有一定苯酚类物质的固体废弃物, 并将其与没有水的Na2SO4进行混合, 接着进行上机测定, 通过这个方法, 可以发现固体废弃物中各项苯酚类物质的回收加标率能够达到70%以上, 同时产生的相对标准偏差值也比较小。由此可以得出, 该实验在精密度和准确度上都非常的高, 能够符合固体废弃物中苯酚类物质分析和监测的要求。

5 结语

在分析和监测固体废弃物中的苯酚类物质的时候, 可以采用气相色谱法, 在实验的过程中, 实验人员必须要做好实验工作的所有准备, 根据实际情况来进行分析和监测, 确保分析结果的准确度。

参考文献

[1]陈华, 吴彦蕾, 傅小红.微波辅助固相顶空-气相色谱法直接测定乙烯-醋酸乙烯共聚塑料中的苯乙酮[J].分析化学, 2012, 40 (6) :904～908.

[2]蒋莹, 吕蝶, 李自运.费-托合成反应产物的气相色谱法全分析[J].石油学报 (石油加工) , 2011, 27 (6) :935～940.

[3]朱仲良, 焦金红, 柴晓兰.顶空固相微萃取-气相色谱法测定海水中丁基锡[J].同济大学学报:自然科学版, 2010, 38 (9) :1324～1328.

[4]阮征, 唐红芳, 刘丹华.尿中三甲基氯化锡顶空-气相色谱法测定方法研究[C]//2010年全国劳动卫生与职业病学术会议论文集, 2010:29～33.

苯酚类物质 篇2

2011年8月，当得知《甬上风物——宁波市非物质文化遗产田野调查》被美国国会图书馆收藏的消息之后，作为责任编辑的自己是感到很意外的。一本地方的非物质文化遗产类的图书被美国四个官方国家图书馆之一的图书馆收藏，这可以称得上是个不小的奇迹。因为美国国会图书馆对于收入的国外出版物审核程序相当复杂，采集的必须是具有相当学术价值的图书。而《甬上风物》作为东方文化典籍，也是中国第一部被美国国会图书馆收藏的非物质文化遗产普查丛书。

我回想起来，这套《甬上风物》花了三年时间来编辑出版，总共147册的丛书堆起来有两张书桌那么高。但是谁都不会想到，这么“有分量”的作品，最初的材料是一张张表格，作者大多来自基层，学历往往只有小学、中专。对一个地方小型出版社来说，《甬上风物》的出版绝对是一个奇迹。

地方模式，备受推崇

2007年起，“非物质文化遗产”大普查在全国范围内启动。普查的项目包括民间工艺、民间文学、民间技艺等在内的17大类。宁波市组织了四千多名的业余普查员队伍覆盖了宁波市每个村落和社区，还有137个民间团体参加了全市的非物质文化遗产普查。这些业余普查员大多是来自基层的老农民、老渔民、老手艺人，他们的文化程度不高，但却熟悉当地的风土人情，且富有热情。当时全国通用的普查表格非常复杂，长达7页，这些普查员根本无法顺利完成。为此，非物质文化遗产研究的专家们根据宁波的实际情况，重新设计简易的表格，并只有两页。这样的做法，被命名为“宁波试点模式”在浙江省推广。当时，宁波面向全市发放了20万张普查简表，在很短的时间内，就搜集到30多万条的非物质文化遗产普查线索。

一个非专业的基层普查员在完成“田野调查”的过程中，经历的是双向的“反馈模式”。也就是说，从自然村到村，再从村到乡或街道，再到县市区，一条条线索报上来，再一级级归纳整理，一级级反馈下去。然后，按照每条线索去找有关的人，把调查结果的材料一级级递交上来。所以，几乎每个普查者或者每份表格的背后，都有一个复杂的故事。例如，鄞州区洞桥街道的企业主吴瑞芳，2007年参与调查时，已是花甲之年，当时他负责采访本地一名“土郎中”，为了核实一种草药，两人在炎热的夏天，硬是翻山走了几里路，才找到那种药。因此，非物质文化遗产田野调查的背后是一位位付出了辛勤汗水的普查员，可是，如何将这些基础的调查材料打造成为一套经得起推敲的图书，是考验出版工作者的时候了。

创新探索，重点打造

2008年5月，一个非常偶然的机会，我了解到非物质文化遗产普查的进展情况，下意识地觉得这是一个可供挖掘的出版好项目。出于一名出版人的敏锐和责任心，我和当时的分管副社长便迅速介入了这次文化普查的后半段工作中。此时，我们发现非物质文化遗产普查没有前人的经验可借鉴，非物质文化遗产普查的图书出版也是一项全新的事业，没有既定的模式，也没有可借鉴的做法。我作为这套丛书的项目负责人，除了要统筹人员、出版进度，还要落实和规划整套丛书的经费使用。对于只有几十个人的地方出版社来说，要在两年多增加出版约150个品种的图书，肯定会对原有的出版计划和人员负荷造成巨大的影响。所以，我便向社里汇报并提交方案，以项目管理的方法，专门组织一个团队，而且其中大部分编辑来自于社外，大部分流程区别于原有的出版社流程。这样，相当于针对这套书专门组建了一个有时效性的、独特的、小型的出版团队，而且定制了一个确保图书质量、确保具有效益的出版流程。什么样的人才符合“社外编辑”呢？我的要求是：最好是宁波本地人，可以没做过出版，但必须有相关的专业知识，必须对非物质文化有热情、有一定研究。

人员初定后，最关键的就是进行全新的培训，让大家熟悉自己的工作任务，这样才能编著好丛书。我作为丛书的统筹人，第一卷图书的磨合尤为重要。整个编辑团队认真收集了大量的参考文献，仔细核实初稿中可能存在的讹误、偏差或者互相矛盾的地方，再通过普查中业已形成的“反馈机制”去检查确认。编辑团队通过数量最少的镇海卷的尝试和磨合，从中找出了一些规律，便形成相对固定的流程，并迁移到下一卷的图书中。出版社传统的三审三校在这套书的出版中也得到了创新式的发展，除了保留出版社的审校，还融合了非物质文化遗产研究和非物质文化遗产管理部门的审查校对机制，使得图书的质量得到了保障。其实，通过一段时期的工作，我们再来认真分析出版业的业务特征，就会发现其与项目管理的相关要素十分吻合。譬如项目管理的目标明确性、唯一性、实施的一次性、不确定性和结果的不可逆转性，完全可以应用到图书的出版业上来。

跨国收藏，成功典范

从2008年起，《甬上风物》的镇海卷、宁海卷、北仑卷等陆续出版，一直到2011年初，《甬上风物》最后一卷慈溪卷付印。历时三年多的《甬上风物——宁波市非物质文化遗产田野调查》终于全部出版，这套丛书共12函147卷，共计版权字数3000余万字，并且还附带有6000余幅照片和插图。这套丛书原汁原味地记录了宁波非物质文化遗产概貌，完整地勾勒出一幅宁波的城市风情画卷。2011年初，一名来自美国的留学生到宁波市非物质文化遗产保护中心做非物质文化遗产保护方面的课题，中心给他提供了这套丛书。这名留学生在网上查询，才发现美国国会图书馆已经收藏了其中的一部分。后来经过了解，我才知道美国国会图书馆一直关注《甬上风物》的出版，同时它也是中国唯一的以田野调查形式公开出版的非物质文化遗产普查丛书。

在《甬上风物》丛书的出版进程中，我同时对国内的非物质文化遗产这一主题的图书进行考察和调研，对这一类图书的编撰体例和出版特色有了较为深入的认识。这里简要介绍一下，以期为其他出版者提供一点参考。目前国内非物质文化遗产方面的图书大体可分为四类：第一类是田野调查，也就是宁波出版社出版的《甬上风物》这种丛书，更侧重调查和原始记录，以资料性为主。第二类是专题研究。如浙江摄影出版社出版的《宁海平调》《奉化布龙》等，这个系列以列入国家级非物质文化遗产名录的项目为中心，围绕该项目进行专项整理和研究，图文配合。浙江人民出版社的《铜鼓文化》《客家山歌》也是这种类型。上海文化出版社的《上海市国家级非物质文化遗产名录项目丛书》也是如此。第三类是将调查记录和文学创作结合起来的类型。如山东大学出版社出版的《探寻追忆与再现——齐鲁地区非物质文化遗产调查与研究》，其中文字的表达形式多用采访或报告文学的文体，比较注重可读性。这方面的范本还有四川美术出版社的《成都民间的33双手》和广东教育出版社的《广东非物质文化遗产丛书》。第四类是对某个地域的代表性项目，进行梳理、选择和比较研究。北京工业大学出版社出版的《国家级非物质文化遗产大观》，它的体例是以图文并茂的形式对10大类518项全国非物质文化遗产进行较为详尽的介绍和描述。湖北人民出版社出版的《荆楚国家级非物质文化遗产》则分专题介绍了荆楚地区的非物质文化遗产项目，有关“江河号子”的一节，就分别将宜昌市夷陵区、宜昌市伍家岗区、秭归县、巴东县四个地方的号子分别进行介绍，并进行对照研究。

苯酚类物质 篇3

生物质液化是提高生物质资源综合利用价值的有效途径之一, 倍受国内外学者的广泛关注[13]。生物质经苯酚液化后的产物可用于制备胶黏剂、模塑材料及泡沫塑料等, 应用前景极广。鉴此, 拟以茭白叶、壳等废弃生物质为材料进行苯酚液化并将液化产物用于制备胶黏剂, 为茭白废弃生物质的综合利用开发新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茭白废弃生物质, 指采收的茭白取出肉质可食部分后剩下的叶片和叶鞘, 取自浙江省台州市黄岩新前茭白生产基地田间;苯酚, 国产化学纯;98%硫酸、无水乙醇、氧化镁、氢氧化钠及甲醛等试剂, 均为国产分析纯。

1.2 主要仪器设备

酸度计PHS-23C, 上海精科;电子分析天平FA2204B, 上海精天;NDJ-8S黏度计, 上海方瑞;傅立叶红外光谱仪IR Prestige-21, 日本岛津;真空干燥箱, 上海一恒。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

将田间收集的茭白废弃生物质用清水漂洗, 去除表面粘附的污物, 晒干, 粉碎过20目筛, 制成茭白废弃生物质粉末样品 (以下简称茭白叶粉) 。将茭白叶粉置于真空干燥箱中, 60℃下干燥12 h, 保存于干燥器中备用。

1.3.2 茭白叶粉的液化

将融化的苯酚、催化剂 (98%硫酸) 及茭白叶粉按一定质量比加入到500 m L三口烧瓶中, 放入已预热的电热套上, 开启搅拌器, 加热反应, 同时开始计时。液化反应达到预定时间后, 取出三口烧瓶, 快速冷却至室温。将反应液用无水乙醇稀释, 减压过滤。滤渣用于测定残渣率及液化率;滤液用氧化镁中和后减压过滤, 次级滤液减压蒸馏, 得到液化产物。

1.3.3 茭白叶粉液化工艺参数的正交设计

选用L16 (45) 正交表建立茭白叶粉液化工艺的实验方案, 考察苯酚用量 (M茭白叶粉/M苯酚) 、催化剂用量 (M硫酸/M茭白叶粉+苯酚) 、反应时间及反应温度等4个因素对茭白叶粉液化效率的影响, 并确定最佳工艺参数。因素水平表见表1。

1.3.4 茭白叶粉液化产物制备胶黏剂

取一定量的茭白叶粉液化物, 称取一定比例的甲醛和水, 其中, 苯酚和水的摩尔比为1∶8。加入水后用Na OH溶液调节p H值至9~11, 水浴加热到63℃后2/3的甲醛 (甲醛分2次加入, 第1次为总量的2/3, 第2次为总量的1/3) , 并保温60 min, 然后加入余下的1/3甲醛, 迅速升温到92℃左右, 并保温约45 min, 待反应液达到一定黏度后停止加热。

1.4 分析方法

1.4.1 茭白叶粉液化率的测定

液化反应后的残渣, 用无水乙醇充分洗涤, 晾干, 然后置于恒温干燥箱中105℃干燥至恒重, 称量。按下式计算液化率:

式中:YL———茭白叶粉的液化率, %

MR———残渣质量, g

M0———茭白叶粉质量, g

1.4.2 红外测定

将产物用IR Prestige-21型傅立叶红外光谱仪进行红外光谱的表征, 采用溴化钾压片法测试, 扫描次数为16, 分辨率为4 cm-1, 扫描范围为400~4 000 cm-1的中红外区。

1.4.3 数理统计

正交实验结果采用PASW Statistics 18.0软件 (SPSS Inc.) 处理, 其他数据采用Excel 2003软件 (Microsoft Inc.) 处理。

2 结果与分析

2.1 工艺参数对茭白叶粉液化效率的影响

在茭白叶粉的液化反应中, 工艺参数主要包括苯酚用量、催化剂用量、反应时间和反应温度。以这4个相互独立的工艺参数为研究对象, 以茭白叶粉的液化效率为指标, 对L16 (45) 正交试验结果进行极差分析和方差分析 (见表2、表3) , 并对方差分析后的观测均值以Duncan法进行两两比较 (见表4) 。

2.1.1 苯酚用量的影响

从正交分析结果 (表2、表3) 可以看出, 苯酚用量对茭白叶粉的液化效率的影响极显著 (P<0.01) , 且茭白叶粉的液化率与苯酚用量呈单调递增关系。当茭白叶粉与苯酚的质量比从1∶3提高至1∶6时, 液化率的均值从80.90%分别增加至90.65%、92.94%和93.60%, 说明在一定范围内, 苯酚用量越大, 茭白叶粉液化程度越高。但分组比较结果表明 (表4A) , 茭白叶粉与苯酚的质量比为1∶5和1∶6时, 液化率差异不明显 (P>0.05) 。

2.1.2 催化剂用量的影响

正交分析表明, 催化剂用量对茭白叶粉的液化效率的影响极显著 (P<0.01) 。当催化剂用量为2%时, 液化率均值为86.56%, 说明催化剂用量偏少, 茭白叶粉液化不充分, 适当提高催化剂用量可促进茭白叶粉的液化反应, 当催化剂用量提高至7%, 茭白叶粉液化率达到91.01%, 但分组比较结果表明 (表4B) , 催化剂用量为7%和10%时, 液化率差异不明显 (P>0.05) 。

2.1.3 反应时间的影响

正交分析结果表明, 反应时间对茭白叶粉的液化效率的影响极显著 (P<0.01) 。当茭白叶粉的液化反应时间从60 min延长至90 min, 液化率均值从85.41%提高至91.51%, 说明茭白叶粉苯酚液化反应需要维持充分的反应时间, 有利于提高茭白叶粉的液化程度, 但反应时间不宜太长, 分组比较结果 (表4C) 显示, 液化时间为90 min和120 min时, 液化率差异不明显 (P>0.05) , 若延长至150 min, 残渣含量反而上升, 液化率降低。

2.1.4 反应温度的影响

合适的温度是保证茭白叶粉液化反应顺利进行的重要因素, 从正交分析结果 (表2、表3) 中可以看出, 反应温度对茭白叶粉的液化效率的影响极显著 (P<0.01) 。茭白叶粉在120℃下进行液化时, 液化率均值为84.72%, 液化程度偏低。将反应温度提高至140~160℃, 液化比较充分, 液化率会达到92%左右 (表4D) , 而在更高温度 (180℃) 下进行液化, 苯酚会发生聚合反应, 残渣含量会增加, 从而降低液化率。

2.1.5 因素主次分析及工艺优化

上述方差分析表明, 4因素对茭白叶粉的液化反应的影响均极显著, 同时也可判断各因素对性能指标影响的主次关系。由表2、表3可知, 各因素对茭白叶粉液化率影响的主次关系为:苯酚用量>反应温度>反应时间>催化剂用量, 即苯酚用量的影响最大, 反应温度和反应时间次之, 而催化剂用量的影响相对较弱。

从茭白叶粉的液化程度出发, 综合考虑各因素不同水平下的结果 (见表4) , 为减少生产成本及降低能耗, 茭白叶粉液化工艺的优化方案应为A3B3C2D2, 即苯酚用量为1∶5, 催化剂用量为7%, 反应时间为90 min, 反应温度为140℃。验证试验表明, 在该优化方案下, 茭白叶粉的液化率为 (95.83±1.07) %。

2.2 液化产物红外分析

茭白叶粉液化前后的FTIR图谱如图1所示。

由图1及表5可知, 3 405 cm-1前后的O-H伸缩振动和2 920 cm-1处的C-H伸缩振动在茭白叶粉原料及其液化产物之间没有变化, 二者在1 740~1 590 cm-1处出现了明显吸收峰, 这是芳香族骨架及共轭羰基存在的主要标志之一, 也是木质素中芳香环骨架振动的贡献[14], 证明苯酚液化使茭白叶粉中的化学组分发生了化学反应, 产生较多的具有反应活性的芳香衍生物。

在1 030 cm-1和885~575 cm-1处, 液化产物有较强的吸收峰, 在834.51 cm-1、753.52 cm-1和692.93 cm-1出现新吸收峰, 这是芳香烃C-H键的面外弯曲振动的特征吸收[15], 在茭白叶粉原料的红外光谱图中的相应位置处未出现吸收峰, 表明已将芳香环引入到茭白叶粉的生物质成分的分子结构中。

2.3 茭白叶粉液化物制备胶黏剂的影响因素

2.3.1 缩合温度的影响

茭白叶粉液化胶和普通酚醛树脂胶在制备工艺上相似, 但有所区别。缩合温度和保温时间对于液化胶的制备非常重要。碱性条件下的茭白叶粉液化物和甲醛在温度达到63℃时发生较强的缩聚反应并放热。液化胶第1次缩聚反应需要在63℃左右保持较长一段时间, 一般为60 min, 可使茭白叶粉液化物中的大分子成分与甲醛充分反应。保温结束后, 再次加入余下的1/3甲醛, 并迅速升温至92℃反应45 min左右, 达到一定黏度后停止, 待冷却后取出保存。一般来说, 92℃时保温反应时间越长, 反应物的相对分子质量就越大, 产物胶的黏度也会越大, 但保温时间过长, 会影响胶的流动性, 还会使之分层;保温温度也不宜过高, 应控制在95℃以内, 若超过95℃, 产物胶将会分层, 甚至板结, 因此第2次缩聚反应的保温温度保持在90~92℃较为合适。

2.3.2 甲醛用量的影响

用上述优选的液化工艺条件下得到的茭白叶粉苯酚液化产物, 与甲醛按不同的质量比投料, 制备胶黏剂, 结果如图2所示。

图2表明, 甲醛用量较小时, 胶合强度不高。当液化产物与甲醛的质量比为1∶1.4时, 胶合强度为0.87 MPa, 基本达到国家标准的要求 (国家标准为≥0.7 MPa) , 与普通的酚醛树脂胶较为相似。随着甲醛用量的增加, 胶合强度逐渐提高。当二者质量比提高至1∶1.8时, 胶合强度达到最大值1.21 MPa。但继续增加甲醛用量反而会使产物胶的胶合强度降低, 当甲醛用量为1∶2.2时, 胶合强度只有0.67 MPa。

制胶过程有两个反应保温阶段, 第一个阶段加入2/3甲醛, 于63℃保温60 min, 第二个阶段加入余下的1/3甲醛, 于92℃保温一段时间。反应中显示, 甲醛用量越大, 高温阶段中胶液达到预定黏度的时间越短。当液化产物与甲醛的质量比为1∶2.0和1∶2.2时, 胶液黏度达到要求后, 黏度迅速提高, 胶黏剂在2~5 min内就发生凝胶现象。经多次反复试验, 甲醛用量较大时, 高温保温温度应控制在85℃左右, 但胶合强度无法达到要求。因此, 茭白叶粉液化产物制胶时, 与甲醛的质量比为1∶1.8时, 产物胶的胶合强度最大, 效果最好。

3 结论

茭白废弃生物质液化是提高其资源综合利用价值的有效途径, 以硫酸为催化剂, 茭白叶、壳等废弃生物质可在苯酚中高效液化。在茭白废弃生物质液化过程中, 苯酚用量对液化效果的影响最大, 反应温度和反应时间次之, 而催化剂用量的影响相对较弱。在一定范围内, 苯酚用量越多、反应温度越高、时间越长、硫酸用量越大, 茭白废弃生物质的液化效果越好, 但反应温度偏高, 苯酚和硫酸使用量偏大, 反而会导致能耗太大, 对设备及环境的影响也不利, 因此, 在实践中应适当控制用量。

通过正交设计, 得到茭白废弃生物质苯酚液化的优化参数是苯酚用量为1∶5, 催化剂用量为7%, 反应时间为90 min, 反应温度为140℃。在此优化条件下, 液化率可达95.83%。胶黏剂制备过程中, 茭白液化物与甲醛的质量比为1∶1.8, 高温缩聚反应温度为92℃较为合适。

参考文献