废旧聚氨酯硬泡改性生物沥青研究(2)
4 结论 25
致谢 26
参考文献 27
1 绪论
1.1 生物质沥青
1.1.1 生物质沥青简介
生物质就是植物经过光合作用反应后得到的一切有机物，它所储存太阳能是以化学的方式来进行的，我们也可以称其为以可再生的形式储存在生物圈里的碳。其中生物质主要有林业中的各种生物质、农业中各种废弃物、水生以及陆生的植物、各种能源作物以及城市的生活垃圾等[1]。通过热化学过程可以将生物质材料转化为可挥发气体、生物原油、生物焦和水分等成分，其中生物原油经一定程度的精炼便可获得的一种物理化学性能类似于石油沥青的新型沥青材料——生物质沥青[2]；即生物质沥青是生产生物柴油后一种副产物。
1.1.2 生物沥青的理化特性：
生物质沥青在常温下为可流动、有刺激性气、深棕色的高粘稠度液体。经过加热后刺激性气更加重。生物质沥青与生物原油相比，其轻组分和水分含量较少，大分子物质含量较高，因此表现出粘度高、流动性差等特点。图1中是生物质沥青性状[3]。
图1.1 生物质沥青样品
1.1.3 生物沥青的组成：
生物质沥青是植物的油脚经酸化、蒸馏等反应之后提取了其中的脂肪酸之后残留下来的废弃物，因为其有类似于沥青的颜色，故我们称其为植物沥青[4]。也可以理解为用植物油生产脂肪酸等产品时，产生的一部分蒸馏残渣；在残渣中留有很多大分子量的化合物，而且它们的性能类似于石油沥青（即它们都是一类具有一定软化温度的不定形常温条件下为固体的物质）。[5]植物沥青按来源来分主要有三大类，即油脂行业下游产品（也称黑脚）、生物柴油副产品和植物基化工醇下游产品。其中前两种来源的植物沥青产量相对较小，产品质量稳定度不足 [6]。生物沥青的主要成分有混合脂肪酸、甾醇、文生素、烃类、蜡、磷脂类、糖类、蛋白质等[10]。通常制备生物沥青的原料有：地沟油[4]、植物油脚[7]、产油谷物[8]、牲畜粪便[9]等。
1.1.4 生物沥青制备的工艺研究概况：
生物质热解就是指生物质在无氧状态下经加热使生物质分解产出液体和气体的过程。这是生物质能源一种重要的利用形式，生物质热裂解技术是全世界生物质能研究的前沿技术之一[10]。使用这种技术再以工业化的生产方式生产生物质使其更加便于运输和运用，不仅可以直接用来燃烧，并且还可以从中提取更高价值的其他化工产品。相对于传统化石燃料，生物油不仅储量大、可再生，而且其毒性相对较小，是替代传统化石燃料的新型绿色燃料。
根据生产工艺的不同，通常可分为慢速、常速、快速或闪速。慢速裂解工艺是一种以低温和低反应速率为特点，以生成木炭为目的的长时间的炭化过程。常速裂解是以中等温度和中等反应速率生成相同比列的气体、掩体和固体的工艺过程。快速裂解是在以较高温度和较快速率下进行裂解的工艺过程，其气体停留时间一般小雨5秒。闪速热裂解相比于快速热裂解的反应条件更为严格，气体停留时间通常小于1s，升温速率要求大于103℃/s，并以102～103℃/s的冷却速率对产物进行快速冷却。
1.2聚氨酯
1.2.1聚氨酯的简介
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的一种简称。其是一种非常环保的材料。相比与其他各种材料的性能，它具有以下几点优势： ①机械负载强度非常大，它的耐破程度是普通纸张的好几千倍。②撕裂强度高（说明它与金属、纸张等材料黏合力强）。③耐磨性能优异。④其他的性能，如耐水和油性都非常好，可以生产高强度的、耐水和油性能良好的新型特种纸；耐低温（在零下70℃的环境中仍可以使用）；吸能减震效果和生物相容性都十分良好[17]。
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