竹材酚醇液化及其應(yīng)用研究進(jìn)展

張文福 方 晶 劉樂(lè)群（浙江省林業(yè)科學(xué)研究院杭州310023）

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竹材酚醇液化及其應(yīng)用研究進(jìn)展

張文福 方 晶 劉樂(lè)群
（浙江省林業(yè)科學(xué)研究院杭州310023）

竹材酚醇液化是竹材綜合利用的有效方法之一，通過(guò)溶劑反應(yīng)破壞竹材纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、半纖維素和木質(zhì)素高分子結(jié)構(gòu)，使其分子鏈斷裂，降解成帶有反應(yīng)活性的羥基化合物，可以用于制作膠黏劑、發(fā)泡材料和碳纖維等。文章分析了竹材液化原理、酚醇液化技術(shù)，以及竹材酚醇液化產(chǎn)物的應(yīng)用研究現(xiàn)狀，認(rèn)為該領(lǐng)域今后需要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論和預(yù)處理技術(shù)的研究，盡快制定相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)竹材資源的高利用率和高附加值。

竹材酚醇液化；液化原理；液化技術(shù)；應(yīng)用研究

竹子是我國(guó)森林資源的重要組成部分，素有“第二森林”之稱，具有生長(zhǎng)周期短、產(chǎn)量高、強(qiáng)度高、環(huán)保及可再生等特點(diǎn)。然而，由于竹材中空壁薄、尖削度大、竹青和竹黃用傳統(tǒng)木材膠黏劑難于膠合，造成了竹材利用率偏低，常見(jiàn)的竹材產(chǎn)品利用率低于40%，且產(chǎn)生大量的加工剩余物，造成環(huán)境污染及資源浪費(fèi)；此外，竹材產(chǎn)品的勞動(dòng)生產(chǎn)效率偏低，以竹條或竹篾為單元的竹產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，竹材工業(yè)附加值整體水平不高［1-2］。因此，提高竹材利用率，提升竹材產(chǎn)品的附加值，開(kāi)辟竹材利用新領(lǐng)域，對(duì)有效利用竹材資源具有重要意義。

竹材酚醇液化是竹材綜合利用的有效方法之一，是利用苯酚、聚乙二醇-400、乙二醇等一種或多種溶劑為液化劑，在催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為液體 （熱化學(xué)過(guò)程），并轉(zhuǎn)變?yōu)閼?yīng)用價(jià)值、產(chǎn)品價(jià)值極高的高分子材料［3-6］。研究表明，在竹材液化反應(yīng)中，竹材組分主要發(fā)生分解、酚化 （醇化）和再縮聚3類反應(yīng)，其中竹材組分的分解在液化反應(yīng)的初期即開(kāi)始進(jìn)行，酚化 （醇化）與再縮聚則是2個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，這2種反應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果決定著最終竹材液化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)特性。這種通過(guò)液化方式將固態(tài)竹材中的高分子成分轉(zhuǎn)化為具有一定反應(yīng)活性的液態(tài)小分子，特別是具有生物降解性能的材料，對(duì)于開(kāi)拓竹材加工新領(lǐng)域、緩解能源和原料緊張的局面具有重要意義。

1 竹材酚醇液化技術(shù)

1.1 竹材液化原理

竹材作為一種天然生物材料，宏觀結(jié)構(gòu)區(qū)別于木材，具有中空壁薄的天然筒體結(jié)構(gòu)，外側(cè)組織致密、質(zhì)地堅(jiān)韌，內(nèi)側(cè)組織疏松、質(zhì)地脆弱，比強(qiáng)度和比剛度高于木材［1，7］。但是，竹材與木材的化學(xué)成分類似，主要為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，另外還有少量的抽提物和灰分。

成熟竹材的纖維素含量在40%～60%，略高于木材，纖維素分子中的羥基易于和分子內(nèi)或相鄰的纖維素分子上的含氧基團(tuán)之間形成氫鍵，這些氫鍵使很多纖維素分子共同組成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，組成復(fù)雜的微纖維、結(jié)晶區(qū)和無(wú)定形區(qū)等聚合物，結(jié)晶結(jié)構(gòu)使纖維素聚合物顯示出剛性和高度水不溶性。因此，竹材在液化過(guò)程中，關(guān)鍵在于破壞纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，材料中纖維素最難被液化，液化需要的條件要求最高［1，8］。Yamada等［9］研究了纖維素苯酚液化產(chǎn)物中低分子質(zhì)量的組分包括5-羥甲基糠醛（HMF）、低聚糖和葡萄糖等，纖維素首先在高溫、濕熱條件下降解為低聚糖，后者又繼續(xù)降解成葡萄糖，HMF則是葡萄糖連續(xù)脫水后的產(chǎn)物。

竹材半纖維素的含量在20%～32%，其中戊聚糖含量約占95%，可以用于反映半纖維素含量，它是半纖維素中以木糖基為主鏈的一種高聚糖，經(jīng)酸水解，可生成木糖和阿拉伯糖。而戊聚糖經(jīng)水解后得到的木糖，可發(fā)酵生產(chǎn)酵母、氫化生產(chǎn)木糖醇、醋化生產(chǎn)乳化劑、酸處理生產(chǎn)糖醛。竹材的戊糖含量與闊葉材相近，明顯高于針葉材 （10% ～15%）。半纖維素排列松散，無(wú)晶體結(jié)構(gòu)，故比較容易被液化分解。

竹材木質(zhì)素是典型的草本木素，基本單元組成與闊葉材類似，由對(duì)羥基苯丙烷、愈創(chuàng)木基苯丙烷、紫丁香基苯丙烷按10∶68∶22的分子比組成，含量為20%～30%，與闊葉材接近，比針葉材稍低，而木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)中存在著芳香基、酚羥基、醇羥基、碳基共扼雙鍵等活性基團(tuán)，可進(jìn)行包括縮聚、接枝共聚等在內(nèi)的許多種反應(yīng)，便于液化產(chǎn)物的后續(xù)反應(yīng)［1，8］。Haw等［10］研究發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元之間醚鍵和碳碳鍵相聯(lián)，其中烷基醚鍵在220℃時(shí)發(fā)生斷裂，即木質(zhì)素的液化反應(yīng)首先是烷基醚鍵的斷裂反應(yīng)，同時(shí)還伴隨有烷基鏈的脫水，當(dāng)溫度升高到335℃時(shí)，甲氧基開(kāi)始脫落，芳香環(huán)在此溫度下開(kāi)始發(fā)生重新組合。Edita等［11］研究發(fā)現(xiàn)，木質(zhì)素與多羥基醇發(fā)生縮合反應(yīng)導(dǎo)致最終產(chǎn)物相對(duì)分子量的增加，醇液化為液化產(chǎn)物提供了端羥基和次羥基，增加木質(zhì)素的反應(yīng)活性點(diǎn)，提高了材料在多羥基醇液化溶劑中的可溶性。

竹材提取物是指用冷水、熱水、醚、苯、醇或氫氧化鈉等化學(xué)溶劑從竹材中抽提的物質(zhì)。一般竹材中冷水提取物約占2.5%～5.0%，熱水提取物約占5.0%～12.5%，醚醇提取物約占3.5%～9.0%，1%NaOH提取物約占21%～31%。竹材的各種提取物含量一般都高于木材，特別是1%NaOH提取物顯著較高。當(dāng)1%NaOH抽提物含量過(guò)高時(shí)，材料中的低中級(jí)碳水化合物易分解，產(chǎn)生淀粉膠，易形成黏稠狀物質(zhì)，不利于液化反應(yīng)［1，8］。

1.2 竹材液化技術(shù)

竹材酚醇液化技術(shù)就是利用苯酚、聚乙二醇-400、乙二醇等一種或多種溶劑為液化劑，硫酸、鹽酸、磷酸等為催化劑，對(duì)竹材進(jìn)行溶劑液化反應(yīng)，通過(guò)破壞纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、半纖維素和木質(zhì)素高分子結(jié)構(gòu)，使其分子鏈斷裂，降解成帶有反應(yīng)活性的羥基化合物。

傅深淵等［5，12-13］以苯酚為液化劑對(duì)竹材殘料進(jìn)行液化，研究認(rèn)為：在液化溫度115℃、酚竹比為2∶1～1∶1時(shí)可實(shí)現(xiàn)液化，并能得到流動(dòng)度較好的液化液；選用硫酸為催化劑，竹粉液化速度快，結(jié)合酚高，增稠快，竹粉液化量少；用磷酸作為催化劑，液化速度慢，液化效果差，殘?jiān)?；用鹽酸為催化劑，速度快，結(jié)合酚適中，液化液流動(dòng)性好，殘?jiān)实?；用氟化硼為催化劑，速度快，結(jié)合酚適中，液化液流動(dòng)性好，殘?jiān)实停贿x擇鹽酸與氟化硼液化效果較好，并在添加量大于5%時(shí)幾乎可實(shí)現(xiàn)全液化，竹材的液化效果優(yōu)于木材。李小科、孫豐文、張金萍、方向宏等［14-17］以苯酚為液化劑、硫酸為催化劑，研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、液固質(zhì)量比和催化劑用量4種因素對(duì)竹材液化工藝的影響。其中孫豐文［15］研究認(rèn)為，在相同催化劑條件下，液化溫度對(duì)液化效果的影響最為顯著，其次是液比和液化反應(yīng)時(shí)間；在液化60 min、反應(yīng)溫度145℃、液比為3.5、催化劑用量為4%時(shí)，竹材液化率可以達(dá)到99.1%，結(jié)合酚含量為62.5%。欒復(fù)友、傅深淵等［18-19］以苯酚為液化劑、碳酸鉀為催化劑研究得出：碳酸鉀的加入有利于高分子組分的降解與體系內(nèi)結(jié)合酚的生成，液化溫度的升高使得體系中的結(jié)合酚含量達(dá)到飽和，對(duì)于未添加碳酸鉀催化劑體系的飽和液化溫度為150℃，添加催化劑體系飽和液化溫度為130℃。柴希娟［20］以苯酚為液化劑、濃硫酸為催化劑采用微波輔助液化研究得出：微波加熱8 min、液固比4.5、反應(yīng)溫度150℃、催化劑用量9%、微波功率500 W，液化產(chǎn)物的的殘?jiān)蕛H為0.327%；在微波液化過(guò)程中，溫度是影響液化效率最主要的因素，然后依次是催化劑用量、反應(yīng)時(shí)間、液固比。

劉玉環(huán)、高龍?zhí)m等［21］以不同比例的碳酸亞乙酯和乙二醇為混合液化劑、硫酸為催化劑研究得出：50%碳酸亞乙酯和50%乙二醇組成的混合液化劑，添加相當(dāng)于液化劑質(zhì)量3%的濃硫酸為催化劑，在（150±5）℃和常壓條件下液化150 min，竹屑液化效果最好。此后，又以聚乙二醇-400與粗甘油為混合液化劑、濃硫酸為催化劑研究得出：當(dāng)用質(zhì)量比4∶1的聚乙二醇-400與粗甘油混合試劑，溫度160℃、濃硫酸用量為3%、竹屑添加量30%、反應(yīng)120 min時(shí)，竹屑液化率可達(dá)到95%，液化產(chǎn)物羥值為205 mg（KOH） /g，黏度為890 mPa·s［22-23］。楊小旭等［24］分別以聚乙二醇-400、乙二醇和甘油為液化劑、硫酸為催化劑，在液固比為10∶3的條件下對(duì)竹粉進(jìn)行液化，并采用分步液化法來(lái)降低液固比，研究得出：質(zhì)量比4∶1的聚乙二醇-400和甘油混合試劑液化效果最好，分步液化時(shí)在液固比為10∶6的情況下，聚乙二醇-400和甘油體系液化殘?jiān)士煽刂圃?0%以內(nèi)，同時(shí)液化產(chǎn)物還具有良好的流動(dòng)性，羥值為 230～310 mg（KOH）/g。張金萍等［25-26］以聚乙二醇-400、丙三醇為液化劑、硫酸為催化劑研究得出：液化產(chǎn)物羥值28～142.63 mg/g，黏度100～840 mPa·s，液固比越大，竹粉越容易降解，硫酸用量的增加加快了反應(yīng)速度；當(dāng)增大到4%時(shí)，部分液化產(chǎn)物發(fā)生縮聚反應(yīng)導(dǎo)致分子量增大，分子量分布變寬；最佳液化工藝為：聚乙二醇-400與丙三醇質(zhì)量比80∶20，硫酸用量3%，液化溫度160℃，液固質(zhì)量比3.5∶1，液化時(shí)間90 min，竹粉液化產(chǎn)生降解和縮聚反應(yīng)所需的時(shí)間要比樺木等木材短。周厚德等［27］用90%的醋酸溶液處理毛竹，提取醋酸木質(zhì)素，依次選用乙二醇、丙三醇、苯酚及乙二醇/苯酚混合液 （質(zhì)量比為8）等溶劑為液化劑，硫酸為催化劑，研究得出：相同條件下，乙二醇作為液化劑殘?jiān)首畹停夯Ч詈?，苯酚作為液化劑則殘?jiān)矢撸椒右夯举|(zhì)素的產(chǎn)生不溶于水的酚木質(zhì)素。柴希娟等［28］以聚乙二醇-400為液化劑、硫酸為催化劑研究得出：在液固比（液化劑與竹粉之比）為3∶1、催化劑的用量為竹粉的6%、反應(yīng)溫度為150℃、反應(yīng)時(shí)間為2 h的條件下，液化渣含量可低至 1.67%，液化效率達(dá)98.33%；在液化過(guò)程中，液化產(chǎn)物的羥值隨時(shí)間的增加而減小，而酸值隨液化時(shí)間的增加而增加；竹粉在液化初期主要是無(wú)定形結(jié)構(gòu)木質(zhì)素以及低聚糖類物質(zhì)的醇解，液化后期才是纖維素分子鏈的斷裂降解。此后，采用微波輔助液化，在保持較高液化率的前提下，可以將液化時(shí)間從2 h縮短至8 min，顯著降低了液化時(shí)間［29］。 盧婷婷等［30-31］以聚乙二醇-400和丙三醇為混合液化劑，分別采用鹽酸、磷酸和硫酸3種無(wú)機(jī)酸為催化劑，研究得出：硫酸為催化劑，竹材廢料的液化效果較好；在液化60 min、液化溫度150℃、液固比 （液化劑/竹材）為4.0和硫酸用量6%的條件下，竹材廢料的液化率可達(dá)95%以上；竹材廢料殘?jiān)示S催化劑用量的增加先下降后趨平衡，后期甚至有上升的趨勢(shì)，催化劑在加速液化反應(yīng)的同時(shí)也在促進(jìn)液化產(chǎn)物的縮合。廖益強(qiáng)等［32］采用亞臨界無(wú)水乙醇液化工藝、硫酸為催化劑研究得出：影響竹材液化率的大小順序?yàn)椋悍磻?yīng)溫度＞反應(yīng)時(shí)間＞液固質(zhì)量比＞催化劑用量；最佳條件為液化溫度160℃、液固質(zhì)量比12∶1、催化劑用量2%、反應(yīng)時(shí)間60 min，液化率高達(dá)為86.44%。錢善勤等［33］以乙二醇為液化劑、硫酸為催化劑、微波輔助液化研究得出：最佳工藝條件為反應(yīng)溫度170℃、反應(yīng)時(shí)間4 min、催化劑濃硫酸用量5%、乙二醇與竹粉的質(zhì)量比為6∶1，竹粉的液化率可達(dá)97.53%。在液化過(guò)程中，液化反應(yīng)溫度對(duì)液化效果的影響最為顯著，其次為液化反應(yīng)時(shí)間、催化劑用量和乙二醇與竹粉質(zhì)量比。

劉樂(lè)群等［34-35］以苯酚和聚乙二醇-400為混合液化劑、鹽酸為催化劑對(duì)竹材進(jìn)行液化研究得出，在液固比1.2（液化試劑與竹碎料比）、苯酚用量50%、鹽酸用量25%、溫度130℃、時(shí)間50 min的條件下，竹材的液化率可達(dá)到85.76%。

2 竹材液化應(yīng)用研究

在實(shí)際應(yīng)用中，往往根據(jù)液化產(chǎn)物的最終用途不同而選擇不同的液化溶劑。若采用苯酚為液化溶劑，其液化產(chǎn)物通常用于制備酚醛類樹(shù)脂、發(fā)泡材料、模壓材料、碳纖維等。若采用多羥基醇，如乙二醇、聚乙二醇或兩者的混合溶劑等作液化溶劑，則液化產(chǎn)物主要用于制備聚氨酯膠黏劑或聚氨酯泡沫等。

“快說(shuō)，你能提供給我什么？雖然你留給我的第一印象不怎么樣，沒(méi)想到你對(duì)我們的工作還是有些見(jiàn)地的。你說(shuō)吧，可有一點(diǎn)，不準(zhǔn)忽悠我?！?/p>

2.1 苯酚液化應(yīng)用

利用苯酚對(duì)竹材進(jìn)行液化，所得的液化產(chǎn)物不能直接使用，需經(jīng)過(guò)樹(shù)脂化合成竹材液化酚醛樹(shù)脂，才可以用于制作膠黏劑、發(fā)泡材料、碳纖維材料等。傅深淵、孫豐文、李小科等［12，14-15，36-38］利用竹材液化產(chǎn)物合成竹材液化酚醛樹(shù)脂膠黏劑，研究認(rèn)為：竹材液化酚醛樹(shù)脂的膠合性能受苯酚與甲醛的摩爾比影響，當(dāng)甲醛摩爾數(shù)提高時(shí)，膠合強(qiáng)度、木破率增大，儲(chǔ)存期也縮短；而合理控制苯酚與甲醛的摩爾比，其制備的膠合板膠合強(qiáng)度均能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。利用DSC分析表明，液化膠黏劑縮合反應(yīng)溫度低于酚醛樹(shù)脂膠粘劑，固化溫度低于酚醛樹(shù)脂膠粘劑，固化溫度大約為130℃。劉曉歡、張金萍等［39-41］利用竹材液化產(chǎn)物合成了可發(fā)性竹材液化酚醛樹(shù)脂，利用吐溫-80作為表面活性劑、對(duì)甲苯磺酸和磷酸作為混合固化劑、正戊烷作為發(fā)泡劑制備了酚醛發(fā)泡材料，研究得出：竹粉液化產(chǎn)物制備的酚醛泡沫塑料密度為20.78～81.51 kg/m3，壓縮強(qiáng)度為 18～57 N/cm2。張建輝［42-43］利用竹材液化產(chǎn)物，在紡絲速率為800 r/min、合成溫度為120℃、合成劑用量為5%、合成升溫時(shí)間為30 min時(shí)，制備的原絲平均直徑為28 μm、平均拉伸強(qiáng)度為194 MPa、平均拉伸模量為38.20 GPa、平均斷裂伸長(zhǎng)率為1.76%。

2.2 醇液化應(yīng)用

利用聚乙二醇-400、乙二醇或丙三醇中的一種或多種溶劑進(jìn)行竹材液化得到多羥值化合物，通過(guò)添加催化劑 （二丁基二月桂酸錫）、穩(wěn)定劑 （硅油）、發(fā)泡劑 （水）、異氰酸酯等，可以制備性能優(yōu)良的聚氨酯發(fā)泡材料。劉玉環(huán)等［21］利用竹材液化產(chǎn)物制備的聚氨酯泡沫材料表觀密度為33.6 kg/m3、壓縮強(qiáng)度118 kPa、彈性模量6.91 MPa。高龍?zhí)m［22］研究了異氰酸酯指數(shù)對(duì)泡沫微觀結(jié)構(gòu)的影響，認(rèn)為：當(dāng)異氰酸根指數(shù)太低時(shí)，泡孔結(jié)構(gòu)不均勻，甚至塌泡，隨著異氰酸酯指數(shù)的增大，泡孔壁逐漸變厚；當(dāng)異氰酸根指數(shù)為1.0時(shí)，泡孔結(jié)構(gòu)均勻，閉孔率高，泡孔呈球形；而且泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)與其機(jī)械性能是密切相關(guān)的，泡孔結(jié)構(gòu)均勻，閉空率越高，泡沫的機(jī)械性能越好，利用竹材液化樹(shù)脂制備的泡沫耐熱性比普通聚氨酯泡沫耐熱性好。盧婷婷［44-45］利用竹材液化產(chǎn)物代替部分聚醚多元醇制備了聚氨酯泡沫材料。聚氨酯泡沫材料的合成受液化產(chǎn)物用量、異氰酸酯根數(shù)、發(fā)泡劑用量、催化劑及泡沫穩(wěn)定劑用量等多種因素的影響，當(dāng)竹材液化產(chǎn)物添加40% ～50%時(shí)可得到性能較好的聚氨酯泡沫材料。周厚德［27］將竹材通過(guò)有機(jī)溶劑制漿法得到的高純度木質(zhì)素，利用乙二醇液化制備天然的生物柴油抗氧化劑。

2.3 酚醇復(fù)合液化應(yīng)用

利用苯酚和聚乙二醇-400混合液對(duì)竹材進(jìn)行液化，再經(jīng)過(guò)樹(shù)脂化合成具有高羥值化合物，通過(guò)添加表面活性劑 （吐溫-80和OP-乳化劑）、固化劑 （對(duì)甲苯磺酸和磷酸）、發(fā)泡機(jī) （正戊烷）和異氰酸酯等，可以制備適用于墻體的保溫發(fā)泡材料。

劉樂(lè)群、劉楊等［3-4，34，46-48］制得發(fā)泡材料的表觀密度約0.14 g/cm3，壓縮強(qiáng)度達(dá)454.5 KPa，氧指數(shù)達(dá)到41%，該材料易于被微生物降解；經(jīng)干熱、濕熱老化處理后，材料的質(zhì)量降低，壓縮強(qiáng)度反而提升；經(jīng)氙光輻照處理后，其質(zhì)量和壓縮強(qiáng)度下降；在實(shí)際應(yīng)用中，該材料經(jīng)覆面處理后，可作為芯材用作建筑外墻保溫材料。方晶等［49］研究認(rèn)為：質(zhì)量填充系數(shù)從1.73增至2.73，發(fā)泡材料的壓縮強(qiáng)度增強(qiáng)，熱穩(wěn)定性能良好，阻燃性能略有下降。當(dāng)質(zhì)量填充系數(shù)為2.27時(shí)，發(fā)泡材料的壓縮強(qiáng)度為0.15 MPa，氧指數(shù)為31%，可滿足外墻泡沫保溫材料的性能要求。張文福等［50］研究得出：隨著異氰酸酯添加量的增加，材料泡孔結(jié)構(gòu)更加均勻，材料壓縮強(qiáng)度得到增強(qiáng)，最高可以達(dá)到0.399 MPa，材料的氧指數(shù)呈先增大后減小的趨勢(shì)，最高可以達(dá)到48.8%。此外，材料類聚氨酯發(fā)泡體增加異氰酸酯使用量，降低了材料的質(zhì)量損失率，縮小了材料壓縮強(qiáng)度變化幅度，但是添加過(guò)量的異氰酸酯會(huì)導(dǎo)致材料變脆。

3 小結(jié)

竹材酚醇液化技術(shù)有效地提升了竹材利用的附加值，豐富了竹材的用途，提高了竹材的利用率，是實(shí)現(xiàn)了全竹利用的重要途徑之一。目前，竹材酚醇液化的利用在液化技術(shù)和液化應(yīng)用等方面已經(jīng)取得了顯著的成果，但是在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中，還有許多問(wèn)題需要改善。

1）加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，實(shí)施竹材各種組分分級(jí)利用。竹材化學(xué)成分同木材一樣，主要包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，3種組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，液化難易程度不同。在液化過(guò)程中，由于原材料成分組成不一致，在固定的液化工藝條件下，易造成液化產(chǎn)物性能不穩(wěn)定，而對(duì)竹材3大組分實(shí)施分級(jí)利用，可以提高液化產(chǎn)物的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

2）完善預(yù)處理技術(shù)，優(yōu)化液化工藝。在竹材酚醇液化利用過(guò)程中，竹材一般經(jīng)過(guò)粉碎處理，直接選用強(qiáng)酸作為催化劑，易造成人體皮膚和設(shè)備腐蝕、環(huán)境污染，在高溫條件下合成的液化產(chǎn)物，易揮發(fā)出刺激氣味，對(duì)人體產(chǎn)生危害。因此，需要進(jìn)一步完善預(yù)處理，可以通過(guò)蒸汽爆破或采用酸、堿、次氯酸鈉等化學(xué)辦法，進(jìn)行預(yù)處理，破壞竹材木質(zhì)素對(duì)纖維素的保護(hù)，破壞纖維素的晶體結(jié)構(gòu)，增大液化劑與纖維素、半纖維、木質(zhì)素的接觸面積，提高液化率，優(yōu)化液化工藝。

3）制定相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)竹材液化產(chǎn)物的工業(yè)化利用。竹材酚醇液化技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品主要包括膠黏劑、發(fā)泡材料和碳纖維等，目前僅有竹材發(fā)泡材料的林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［51］，還沒(méi)有關(guān)于竹材液化膠黏劑或生物質(zhì)液化膠黏劑的標(biāo)準(zhǔn)，這就造成了使用不同工藝或者配方制備出的膠黏劑質(zhì)量差別較大，評(píng)價(jià)方法單一、不統(tǒng)一，因此亟需制定相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)竹材酚醇液化技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化。

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Research Progress on Liquefaction of Bamboo in Phenol and Polyhydric Alcohols and Its Application

Zhang Wenfu Fang Jing Liu Lequn
（Zhejiang Forestry Research Institute，Hangzhou 310023，Zhejiang，China）

Liquefaction of bamboo in phenol and polyhydric alcohols（abbreviation：LB-PPA）is one of the effective methods for improved comprehensive utilization of bamboo.The molecular chain is ruptured by damaging crystallization structure of cellulose，hemicellulose and lignin macromolecule structure through solvent reaction，which makes bamboo degraded into hydroxyl compounds with active reactions.The products can be used as adhesives，foaming materials，carbon fiber，etc.This paper analyzed the bamboo liquefaction principle，liquefaction technology，and the applied study of bamboo liquefied products.Future studies should be more focused on the basic theory and pretreatment technique，and relevant product standards should be formulated so as to realize high utilization rate and high added value of bamboo resources.

LB-PPA，liquefaction principle，liquefaction technology，applied research

10.13640/j.cnki.wbr.2016.02.008

浙江省科技計(jì)劃項(xiàng)目 （編號(hào)：2014F50019，2014C32043，2015C32070）；浙江省林業(yè)廳省院合作項(xiàng)目 （編號(hào)：2013SY18）。

張文福 （1987-），男，助理研究員，碩士，從事生物質(zhì)復(fù)合材料研究。E-mail：zhangwenfu542697@163.com。

劉樂(lè)群，教授級(jí)高級(jí)工程師，研究方向?yàn)槟静目茖W(xué)與技術(shù)。E-mail：llq234@sina.com。