一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法技术

本发明专利技术涉及聚醚多元醇技术领域，提供了一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法，本发明专利技术使用氯化胆碱、草酸和乙二醇组成的低共熔溶剂对生物质进行热处理，热处理物料经除杂后使用有机溶剂/水共溶剂进行萃取分离，即可得到聚芳基醚多元醇。本发明专利技术直接从生物质制备聚芳基醚多元醇，减少了石油基化学品的使用，简化了制备步骤；避免了有毒有害的溶剂或催化剂的使用，降低了成本，更加环保；本发明专利技术采用有机溶剂/水共溶剂萃取分离聚芳基醚多元醇，操作简单，易规模化制备；进一步的，本发明专利技术的制备条件温和，能耗低；本发明专利技术的以上优点均有利于聚芳基醚多元醇的简单、大规模制备，进而促进环保型聚氨酯发泡材料的开发利用，具有实际意义。

A method of preparing polyaryletherpolyols from biomass

【技术实现步骤摘要】
一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法
本专利技术涉及聚醚多元醇
，特别涉及一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法。
技术介绍
聚醚多元醇是一种用来制备聚氨酯等材料的重要原料，工业上主要从石油化工化学品经一系列的复杂工艺制备而来。聚芳基醚多元醇由于其含有芳香结构，因此形成的聚氨酯材料具有耐热、阻燃等特点，是制备耐热、阻燃聚氨酯发泡材料的重要原料之一。现有的聚芳基醚多元醇的制备方法多数采用石油基化学品通过复杂的制备工艺得到；近些年来，随着人们环保意识的增强，开发生物基环保材料备受关注，开发生物质基的聚芳基醚多元醇对于制备环保可降解聚氨酯材料具有重要意义。已有的研究报道了制备木质素基聚醚多元醇，其具体工艺可分为两部分：一、木质素分离，然后木质素改性，再进行聚合反应得到木质素基聚醚多元醇；二、木质素分离，木质素液化成小分子，再进行聚合反应得到木质素基聚醚多元醇。然而，以上方法均存在制备工艺复杂、步骤繁琐、能耗高、使用大量有毒有害的溶剂和催化剂等缺点。目前并没有采用环保溶剂、直接从生物质制备聚芳基醚多元醇的相关报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法。本专利技术提供的方法采用绿色环保溶剂(低共熔溶剂)处理生物质，直接从生物质制备聚芳基醚多元醇，并且采用有机溶剂/水共溶剂从低共熔溶剂处理后的混合物中直接分离出聚芳基醚多元醇，操作简单易行、环保性强、能耗低。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法，包括以下步骤：(1)将生物质原料和低共熔溶剂混合进行热处理，得到热处理物料；所述低共熔溶剂由氯化胆碱、草酸和乙二醇组成；(2)将所述热处理物料和乙醇混合进行除杂，然后去除乙醇，得到低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇的混合物；(3)使用有机溶剂/水共溶剂对所述低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇的混合物进行萃取分离，得到聚芳基醚多元醇。优选的，所述生物质原料为阔叶树材和/或针叶树材。优选的，所述生物质原料和低共熔溶剂的质量比为(0.5～3):(30～50)。优选的，所述氯化胆碱、草酸和乙二醇的摩尔比为120:(2.4～24):240或120:120:(40～360)。优选的，当所述氯化胆碱、草酸和乙二醇的摩尔比为120:(2.4～24):240时，所述热处理的温度为80～100℃，时间为6～24h；当所述氯化胆碱、草酸和乙二醇的摩尔比为120:120:(40～360)时，所述热处理的温度为100～140℃，时间为10～60min。优选的，所述除杂为过滤除杂。优选的，所述有机溶剂/水共溶剂中的有机溶剂包括四氢呋喃和/或甲基四氢呋喃。优选的，所述有机溶剂/水共溶剂中有机溶剂和水的体积比为(0.8～2.5):1。优选的，所述萃取分离后得到的水相通过减压蒸馏回收低共熔溶剂。本专利技术提供了一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法，本专利技术使用氯化胆碱、草酸和乙二醇组成的低共熔溶剂对生物质进行热处理，热处理物料经除杂后使用有机溶剂/水共溶剂进行萃取分离，即可得到聚芳基醚多元醇。本专利技术直接从生物质制备聚芳基醚多元醇，减少了石油基化学品的使用，简化了制备步骤；而绿色无毒的低共熔溶剂的使用则避免了有毒有害的溶剂或催化剂的使用，降低了成本，对环境影响很小；本专利技术采用有机溶剂/水共溶剂萃取分离聚芳基醚多元醇，操作简单，易规模化制备；进一步的，本专利技术的制备条件温和，热处理温度低，能耗低；本专利技术的以上优点均有利于聚芳基醚多元醇的简单、大规模制备，进而促进环保型聚氨酯发泡材料的开发利用，具有实际意义。附图说明图1为本专利技术实施例中利用生物质制备聚芳基醚多元醇的流程示意图；图2为本专利技术实施例中利用生物质制备聚芳基醚多元醇的流程实物图；图3为实施例1制备的聚芳基醚多元醇的二维HSQC图谱；图4为实施例2制备的聚芳基醚多元醇的二维HSQC图谱；图5为实施例5制备的聚芳基醚多元醇的二维HSQC图谱。具体实施方式本专利技术提供了一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法，包括以下步骤：(1)将生物质原料和低共熔溶剂混合进行热处理，得到热处理物料；所述低共熔溶剂由氯化胆碱、草酸和乙二醇组成；(2)将所述热处理物料和乙醇混合进行除杂，然后去除乙醇，得到低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇的混合物；(3)使用有机溶剂/水共溶剂对所述低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇的混合物进行萃取分离，得到聚芳基醚多元醇。本专利技术将生物质原料和低共熔溶剂混合进行热处理，得到热处理物料。在本专利技术中，所述生物质原料优选为阔叶树材和/或针叶树材；所述阔叶树材具体优选为杨木或桦木；所述针叶树材优选为杉木；所述生物质原料优选以粉末形式使用，具体如杨木木粉、桦木木粉或杉木木粉。在本专利技术中，所述低共熔溶剂由氯化胆碱、草酸和乙二醇组成；所述草酸优选为水合草酸；氯化胆碱、草酸和乙二醇均来源于天然产物，绿色无毒且可降解，本专利技术使用上述低共熔溶剂对生物质原料进行处理，环保性强，对环境的影响小；在本专利技术中，所述氯化胆碱、草酸和乙二醇的摩尔比为120:(2.4～24):240或120:120:(40～360)，更优选为120:(5～20):240或120:120:(50～300)；当所述氯化胆碱、草酸和乙二醇的摩尔比为120:(2.4～24):240时，所述热处理的温度优选为80～100℃，更优选为85～95℃，时间优选为6～24h，更优选为8～22h；当所述氯化胆碱、草酸和乙二醇的摩尔比为120:120:(40～360)时，所述热处理的温度优选为100～140℃，更优选为110～130℃，时间优选为10～60min，更优选为20～50min；在本专利技术中，所述生物质原料和低共熔溶剂的质量比优选为(0.5～3):(30～50)，更优选为(1～2):(35～45)。生物质原料本身具有以木质素和半纤维素构成的“抗解聚屏障”，低共熔溶剂由于内部强氢键作用，能够很好的溶解木质素，在热处理过程中，生物质原料中的木质素组分溶解到低共熔溶剂中并且与乙二醇发生醚化作用，形成聚芳基醚多元醇；其中的草酸能够破坏生物质原料本身的结构(即破坏“抗解聚屏障”)，促进木质素的溶解，且能促进乙二醇与木质素的醚化作用，进而促进聚芳基醚多元醇的形成；此外，在低共熔溶剂中，氯化胆碱作为氢键受体，具有协同草酸去除“抗解聚屏障”、减弱氢键作用力、促进木质素溶解的作用，分离的组分能与氯化胆碱形成氢键作用，以促进溶解。热处理完成后，本专利技术将所述热处理物料和乙醇混合进行除杂，然后去除乙醇，得到低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇的混合物。所述除杂优选为过滤除杂，即将热处理物料和乙醇混合后进行过滤；乙醇能够将低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇溶解，通过过滤即可去除生物质原料的剩余残渣；过滤后所得滤液为低共熔溶剂、乙醇和聚芳基醚多元醇的混合物，本专利技术优选通过减压蒸馏去除滤液中的乙醇，以得到低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)将生物质原料和低共熔溶剂混合进行热处理，得到热处理物料；所述低共熔溶剂由氯化胆碱、草酸和乙二醇组成；/n(2)将所述热处理物料和乙醇混合进行除杂，然后去除乙醇，得到低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇的混合物；/n(3)使用有机溶剂/水共溶剂对所述低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇的混合物进行萃取分离，得到聚芳基醚多元醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用生物质制备聚芳基醚多元醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将生物质原料和低共熔溶剂混合进行热处理，得到热处理物料；所述低共熔溶剂由氯化胆碱、草酸和乙二醇组成；
(2)将所述热处理物料和乙醇混合进行除杂，然后去除乙醇，得到低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇的混合物；
(3)使用有机溶剂/水共溶剂对所述低共熔溶剂和聚芳基醚多元醇的混合物进行萃取分离，得到聚芳基醚多元醇。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物质原料为阔叶树材和/或针叶树材。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述生物质原料和低共熔溶剂的质量比为(0.5～3):(30～50)。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氯化胆碱、草酸和乙二醇的摩尔比为120:(2.4～24):240或120:120:(40～36...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永壮，于海鹏，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23