木质素基生物质聚氨酯

马晓振; 罗清; 秦冬冬; 陈景; 朱锦; 颜宁

doi:10.7536/PC190901

化学进展 ›› 2020, Vol. 32 ›› Issue (5) :617-626 DOI: 10.7536/PC190901

综述

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木质素基生物质聚氨酯

马晓振 ¹^,² ,
罗清 ¹ ,
秦冬冬 ¹^,³ ,
陈景 ¹^,^** ,
朱锦 ¹ ,
颜宁 ⁴^,^**

作者信息 +

Lignin-Based Polyurethane

Xiaozhen Ma ¹^,² ,
Qing Luo ¹ ,
Dongdong Qin ¹^,³ ,
Jing Chen ¹^,^** ,
Jin Zhu ¹ ,
Ning Yan ⁴^,^**

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摘要

聚氨酯材料是由多元醇与异氰酸酯经过聚加成反应得到的一种多功能性的高分子材料,在涂料、弹性体、胶黏剂、泡沫等领域具有非常广泛的应用。但是多元醇与异氰酸酯都来源于石油,随着石油资源的消耗以及环境问题的加剧,寻求可再生原料成为研究热点。目前对于生物基聚氨酯的报道,大多都是针对多元醇的生物质替代,其中利用最多的是植物油和木质素。木质素作为储量丰富的天然有机碳资源,当前利用效率极低,大多被作为燃料而浪费。与植物油相比,在合成聚氨酯方面木质素不存在“与人争粮”问题并且相关产品性能优越,但是木质素的利用仍存在一定缺陷,如分离困难、均一性差、易聚集、位阻大和活性低等,这让木质素的直接利用或改性利用成为关键。本文主要介绍了木质素在生物基聚氨酯合成中的发展现状和最新研究进展。最后,在此基础上展望了木质素基聚氨酯材料在不同领域的发展前景。

Abstract

Polyurethane(PU), one of the most multifunctional polymers, is produced by polyaddition reaction of polyols and isocyanates. It has found wild applications in coatings, elastomers, adhesives, foams. However, one of the problems related to the production of PU is its dependence on petroleum-based resources. With the consumption of petroleum resources and the destruction of environment, the searching for renewable raw materials has become a research hotspot. At present, most reports are based on biobased polyols replacing petroleum-based polyols to prepare polyurethane, among which vegetable oil and lignin are the most used. Lignin, a natural organic carbon resource with abundant reserves, is low value-added and wasted as fuel at present. Compared with vegetable oil, lignin does not compete with human for food and the performance of related products is superior. However, the utilization of lignin has some problems, such as isolation, heterogeneity, aggregation, steric hindrance and low activity. These disadvantages make the unmodified utilization and modified utilization of lignin become the key problem. This paper introduces the development status and latest research progress of lignin in bio-based polyurethane synthesis. Finally, the development prospects of lignin-based polyurethane materials in different fields are prospected.

Contents

1 Introduction

2 Lignin

3 Lignin bio-based polyurethane elastomer

3.1 Preparation of bio-based polyurethane elastomers from unmodified lignin

3.2 Preparation of bio-based polyurethane elastomers with modified lignin

4 Lignin bio-based polyurethane foam

4.1 Preparation of bio-based polyurethane foams from unmodified lignin

4.2 Preparation of bio-based polyurethane foams from modified lignin

5 Conclusion and outlook

Graphical abstract

关键词

聚氨酯 / 木质素 / 改性 / 未改性 / 弹性体 / 泡沫

Key words

polyurethane / lignin / modified / unmodified / elastomer / foam

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马晓振, 罗清, 秦冬冬, 陈景, 朱锦, 颜宁. 木质素基生物质聚氨酯[J]. 化学进展, 2020, 32(5): 617-626 DOI:10.7536/PC190901

Xiaozhen Ma, Qing Luo, Dongdong Qin, Jing Chen, Jin Zhu, Ning Yan. Lignin-Based Polyurethane[J]. Progress in Chemistry, 2020, 32(5): 617-626 DOI:10.7536/PC190901

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1 引言

早在19世纪50年代前后,德国化学家伍尔兹与霍夫曼就相继合成了脂肪族异氰酸酯与芳香族异氰酸酯,但是直到1937年才由德国法本公司的拜尔博士通过六亚甲基二异氰酸酯与1,4-丁二醇反应制得聚氨酯纤维,后来又利用甲苯二异氰酸酯与各种多元醇制得聚氨酯弹性体^[1]。目前聚氨酯行业经过80多年的发展,单体结构的多样性使得聚氨酯成为一种多功能性的材料,尽管当前对于聚氨酯的加工手段十分丰富,聚氨酯材料的应用形式也多种多样,如涂料、胶黏剂、弹性体和泡沫等,但其本质还是弹性体和泡沫这两个方面。

进入21世纪,绿色环保的概念渐渐受到重视,但是作为聚氨酯工业的两种重要原料,多元醇与异氰酸酯都来源于石化工业,随着石油资源的消耗以及环境问题的突出,开发可再生资源替代石油实现聚氨酯材料的可持续发展成为聚氨酯行业面临的重要挑战^[2]。当前对于生物基聚氨酯材料的开发主要包括以下三个方面:无异氰酸酯聚氨酯、扩链剂的生物质化、生物质多元醇取代石油基多元醇。

对于无异氰酸酯制备聚氨酯材料^[3]的合成主要有两条路径:转氨反应以及环碳酸酯与二元胺的反应。但是由于转氨反应是缩聚反应的机理,产生的小分子需要去除,在工业上实现比较困难,最具有研究前景的是环碳酸酯与二胺的反应,该反应原料来源广泛且反应条件较温和。两种方法得到的聚氨酯性质差别比较大,前者得到的聚氨酯性能上与商品聚氨酯相当,后者主链上带有大量的羟基而方便功能化。Fan和Wan等^[4]利用环氧氯丙烷改性植物中得到的双酚酸,加入二氧化碳得到五元环碳酸酯,再与多元胺反应得到聚氨酯,通过离子化改性使其能够溶于水得到了水溶性的聚氨酯涂料,并对其进行表征。虽然无异氰酸酯化制备聚氨酯是最理想的聚氨酯制备方法,但是技术还不够成熟,得到的聚氨酯材料成本较高,该领域还是有非常大的发展空间。

制备生物基聚氨酯的另一个策略就是使用生物质扩链交联剂。聚氨酯化学中常用的扩链剂是小分子的多元胺或多元醇^[1], Kim等^[5]利用乙醇胺改性的香草醛二聚体作为四官能度的扩链剂代替丁二醇用于聚氨酯材料,在维持热稳定性基本不变的情况下,提高了聚氨酯材料弹性模量。生物质扩链剂的利用尽管提高了聚氨酯材料生物质含量,但是提高程度十分有限。

第三种策略是利用生物质多元醇替代石油基产品,这是一种研究相对成熟且具有巨大应用前景的方法。目前可利用的生物质多元醇大多是植物油或木质素及其衍生物,植物油是一种饱和或不饱和的脂肪酸与甘油生成的三酸甘油酯^[6],目前用于聚氨酯生产的植物油有很多种,如蓖麻油^[7]、大豆油^[8,9]、菜籽油^[10,11]、生物炼制甘油^[12]等,并且用于改性植物油的方法也有许多,如氧丙烯化改性^[13]、环氧化开环改性^[9]、催化加氢^[6]、硫醇-烯点击化学^[8]等。但是植物油在聚氨酯材料中的应用存在着“与人争粮”的问题(蓖麻油除外),在当前世界粮食问题依旧存在的大环境下^[14],与人争粮是一个极大的弊端。所以与植物油相比,木质素是一个非常好的选择,其作为地球上储量第二大天然有机碳高分子化合物,且是一种自身含有大量芳香环的天然化合物^[15],表面含有大量的酚羟基、醇羟基、甲氧基等活性基团,在聚氨酯合成中具有非常大的价值。将木质素应用于聚氨酯合成不仅减少了石油资源的消耗,提高生物基聚氨酯的力学性能,还在一定程度上赋予聚氨酯材料一些木质素特定的性能,例如,抗紫外性能^{[16,17,18,19]}、阻燃性^[20,21,22]和疏水性能^[23,24,25]等,并且与植物油相比,木质素制备的聚氨酯材料机械性能更高,所以木质素在聚氨酯制备方面具有更广阔的前景。本文主要针对木质素在聚氨酯弹性体以及泡沫材料中的最新研究和应用进行总结,并展望了木质素基聚氨酯未来的发展方向。

2 木质素

木材主要有三部分物质组成,其中含量最多的是纤维素,其次是木质素,半结晶纤维素最少。当前对于纤维素的研究逐渐走向成熟,对于木质素的研究相对较少。木质素是由三种单体经过氧自由基无规交联生成的一种网络结构化合物(图1),这三种单体分别是:香豆醇、芥子醇和松柏醇(图式1),并且由于木材种类及分离方法不同其含量各不相同^[4,26]。

这三种单体的氧自由基有着多种共振结构(图式2),经过偶合得到了多种的交联键,其中以醚键和碳碳键为主^[27],以此形成结构复杂的交联结构的木质素。

木质素是通过无规交联得到的网络结构化合物,结构非常复杂,也正是由于复杂的结构赋予了它多样的性能,如含有大量芳香环赋予木质素一定的疏水性、刚性以及耐热性,表面的大量活性基团(酚羟基、醇羟基、甲氧基、双键)赋予木质素一定的反应活性。所以木质素能够作为反应性填料^[28]甚至是原料直接在聚氨酯中使用,但是木质素本身的羟基由于位阻较大,难以接触,通常研究人员会对其进行改性^{[29,30,31,32,33]}再利用。

当前商业木质素按照分离的工艺分类主要分为五类:木质素磺酸盐、Kraft木质素、有机溶剂木质素、碱性木质素和酶解木质素。前两种木质素含有硫元素,如Kraft木质素^[25],它是在氢氧化钠与硫化钠的作用下断裂醚键,产生大量羟基,形成黑液,在酸性条件下从黑液中沉淀出来得到的木质素,其分子量在1000~3000 g/mol,颜色一般较深。后面三种木质素不含硫元素,如碱性木质素^[6]是将木材在氢氧化钠水溶液中加热到160 ℃左右,断裂醚键,产生游离的芳香族物质,这样制备的木质素能够溶解于碱性溶液,加酸沉淀得到木质素,该方法制备的木质素纯度较高但分子量较低,酶解木质素^[34]是通过酶的催化作用,将纤维素和半纤维素催化降解成糖,残渣即为木质素,这样得到的木质素中会含有一定量的多糖等杂质,但是其制备的工艺相对简单。

目前木质素高效催化降解成平台化合物是木质素利用的热点研究方向,并且木质素的降解方法多种多样^[14],例如酸碱催化降解^{[35,36,37,38,39]}、金属盐催化降解^[40,41,42]、液化降解^[43]、氧化还原降解^[41,44]、热解^[14]和生物催化^[45]等。例如,还原降解^[46,47]是在100~350 ℃,加氢条件下将木质素降解成苯酚、苯、甲苯和二甲苯等简单的芳香族化合物;氧化降解^[48]降解温度在0~250 ℃,其主要产物是芳香族醇、醛和酸等平台化合物。

在这些降解方法中液化降解是报道最多的一种方法,采用醇类物质液化木材得到的生物质油(图2)非常适用于制备聚氨酯材料。对于液化降解的反应条件也有很多优化和辅助策略^[49,50],这些优化策略中改进最显著的就是液化溶剂的选择,起初的液化溶剂大多是聚乙二醇和甘油^[51]组成的混合溶剂,这些溶剂不能回收,液化成本较高,所以研究人员开始利用1,4-二氧六环^[52]、甲醇^[43]这些高沸点的溶剂进行液化,但是这些物质都是来源于石油,为提高产品的生物质含量, Lee等利用生物质甘油^[53,54]和生物质丁二醇^[55]作为液化溶剂,除此之外还有利用生物质甲基四氢呋喃^[56]作为溶剂得到了木质素。

木质素除了催化降解为小分子平台化合物以外,在生物基聚氨酯合成中可作为原料或是发挥本身的一些物理特性将聚氨酯材料实现功能化,例如,木质素表面大量的羟基使其能产生大量氢键^[57],其本身的芳香族结构能够实现π-π堆积相互作用。Wang等^[58]利用木质素与石墨烯之间的π-π堆积作用,制备能够重复利用的高效油水分离气凝胶材料。后来他们^[59]利用此原理以及木质素磺酸盐之间排斥作用,提出液相剥离石墨烯技术,其原理是木质素分散剂与石墨烯的强相互作用(π-π相互作用)抵消了石墨烯层之间的范德华力和π-π相互作用,然后带负电的木质素之间的静电斥力使其体系保持稳定。利用该技术将石墨烯均匀地分散在水性聚氨酯涂料中,该涂料兼具石墨烯与木质素的双重功能,具有良好的自修复能力、导电性和抗紫外等性能^[50]。除了在聚氨酯上的应用,木质素还能被用作制备碳量子点^[61]、碳纤维^[62]或被降解成小分子单体替代石化产品^[63,64],当前木质素逐渐走向工业化^[65]与各领域前沿,所以木质素具有巨大的应用前景。

3 木质素生物基聚氨酯弹性体

聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一类,其产品种类多样、配方多样、材料性能的可调性大。除了传统的热塑性弹性体、混炼型弹性体、浇筑型弹性体,许多的胶黏剂、涂料也是属于弹性体的范畴。聚氨酯弹性体的合成大多采用两种方法:一步法和预聚法。其配方组成主要是聚醚或聚酯多元醇、多异氰酸酯、扩链交联剂以及一些功能性的配合剂^[1]。木质素在其中主要是被用作功能性的配合剂或多元醇,具体的利用方式根据来源分为两种:改性木质素和未改性木质素。两者各有利弊,改性的木质素虽然会增加处理过程以及过程中产生的废料,提高了成本,但是改性的木质素具有比较高的反应活性,而且某些赋予木质素功能化的过程必须要对木质素进行改性。直接利用虽然由于木质素本身活性低导致材料的性能低,但是过程更简单环保,具有更大潜力。

3.1 未改性木质素制备生物基聚氨酯弹性体

木质素在聚氨酯中的直接利用大多都是作为填料^[66]提高材料的力学性能,但是木质素直接混入体系中,由于木质素的混合性差导致分散性差,容易聚集。开始很多人利用聚乙二醇和甘油^[67]等溶剂对其进行分散,但是这些物质也是来源于石油,与绿色化学的初衷相悖,后来也有利用植物油^{[68, 69]}提高分散性或用改性的植物油直接与木质素反应制备聚氨酯弹性体^[60]。溶剂的利用无疑会提高制备的成本和过程的复杂性,不够绿色环保,木质素的直接利用能够很好地解决这一问题。He等^[70]采用端甲苯2, 4-二异氰酸酯的聚丙二醇与木质素直接反应(图3)制备高硬度、高强度、高韧性的聚氨酯弹性体,并且探究了木质素分子量(3600或600 kg/mol)以及含量(5%~40%)对材料的热稳定性和机械性能的影响。600 kg/mol分子量的木质素含量40%制备的热聚氨酯杨氏模量176.4 MPa,拉伸强度33 MPa,断裂伸长率1394%。该研究打破了木质素需要改性才能利用的观点,具有重大意义。

3.2 改性木质素制备生物基聚氨酯弹性体

木质素的直接利用虽然具有更高的应用前景,但是由于木质素的均一性差、反应活性低、位阻作用高等缺点,导致直接利用存在巨大的困难,所以通常需要改性再利用,改性后的木质素不仅解决了以上问题,还促进了木质素在基体中的分散。木质素表面的改性位点主要以羟基为主,改性的手段(图式3)主要有异氰酸酯改性、卤代烷改性、酯化反应改性、氧丙烯化改性。

异氰酸酯改性^[71]是利用二异氰酸酯与羟基反应,将反应基团由羟基转变为异氰酸酯基,然后再用多元醇扩链交联,得到高性能的弹性体。卤代烷改性是羟基改性中最常用的一种手段,可以利用该反应在木质素表面引入其他的基团,使木质素本身的性质改变或易于与其他物质结合,如利用三甲基季铵盐改性木质素与聚苯乙烯共混,依靠木质素的抗紫外能力以及抗菌性制备高性能聚电解质膜^[17];利用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵^[16,18]或3-氯-2-羟丙基磷酸钠^[19]与木质素反应制备季铵盐,再与二氧化硅^[18,19]或氧化锌纳米颗粒^[16,72]复合,木质素与二氧化硅(图4)发挥协同作用,在聚氨酯基体中发挥出比木质素本身更强的抗紫外能力。

酯化反应改性木质素的报道并不多,可能是可逆的酯化反应在控制上比较困难,形成酯键的反应程度低。为提高反应程度, Duval和Averous^[73]在木质素表面利用酯交换的方法引入乙烯基单体,有利于木质素进行下一步反应。Ragogna等^[74]采用类似机理对木质素酯化改性,引入的双键可以加成聚合,得到能够紫外固化的聚氨酯涂料。但是这些方法用到的物质都是石油基产物,为提高生物质含量, Averous等^[75]利用木质素与酰氯化的植物油油酸进行酯化反应,再将油酸上的双键开环环氧,得到的多元醇替代石油基多元醇制备聚氨酯材料。

除了利用这些改性手段直接将改性木质素运用在聚氨酯合成中,还能通过这些改性手段引入其他基团进行再改性,例如,引入双键、三键、叠氮基团、呋喃基团、马来酰亚胺基团进行点击化学反应^[76];引入可控活性基团引发可控活性聚合^[23,77]。Liu 和Chung^[78]以木质素作为刚性相,利用带有叠氮官能团的RAFT试剂,将5-丙烯酰胺戊烷通过RAFT聚合得到端基带有叠氮基团的聚合物,通过酯化改性得到的带有三键的木质素与叠氮基团发生点击化学反应,生成共价键连接,得到带有多重氢键的支链,以此得到了木质素核-多氢键臂的聚合物结构(图式4),该物质具有良好的自修复能力,恢复能力高达93%。

以上方法制备的聚氨酯材料大多是热固性的材料,不能循环使用,对环境带来巨大压力, Naskar等^[80]根据木质素与端羧基的聚丁二烯反应制成热塑性聚酯的报道^[79],将木质素利用甲醛交联提高均匀性后,与端异氰酸酯基的聚丁二烯反应形成聚合物(图式5),聚丁二烯链段作为软段,木质素作为交联点,得到了两相分离结构,制备了热塑性聚氨酯材料。热塑性弹性体是一种极具应用价值的材料,能够反复加工使用,对环境的危害小,但是木质素是一种极具刚性的物质,能够开发出将木质素高效运用在热塑性弹性体中的方法具有非常有意义的前景。

4 木质素生物基聚氨酯泡沫

聚氨酯材料的另一大应用产品是聚氨酯泡沫材料,其聚合的体系与弹性体不同点在于泡沫材料的制备需要发泡剂,发泡剂一般分为化学发泡剂与物理发泡剂,与物理发泡剂相比,化学发泡剂需要与基体发生反应产生气体,这会对泡沫的泡孔结构造成破坏。由于泡沫材料的性能与泡孔尺寸有重要的联系,所以发泡体系的选择对材料性能起决定性作用。

泡沫材料常分为硬质泡沫和软质泡沫,软质泡沫泡孔结构多为开孔结构,硬质泡沫多为闭孔结构。软泡的主要功能是缓冲,在汽车以及家具方面应用广泛。硬泡主要用作隔热^[81,82]和隔音^[83]材料,目前聚氨酯硬泡是聚氨酯行业销售量最大的产品,但是聚氨酯泡沫作为保温材料最大的问题就是易燃,木质素本身的高含碳量在燃烧时能够生成碳层,阻止氧气的进入,并且磷、氮等元素改性后的木质素^[20,84]制备的聚氨酯泡沫,有一定的阻燃能力,为聚氨酯泡沫的应用提高了安全性。此外,木质素的应用还提高了聚氨酯泡沫材料的诸多性能^[85],但是木质素的分散性以及反应活性还带来了一些其他问题。

4.1 未改性木质素制备生物基聚氨酯泡沫

聚氨酯泡沫材料的制备需要反应速率、成型速率和发泡速率的匹配,但是未改性的木质素羟基位阻高,反应活性低,为了解决该问题,研究人员常用的方法有两种:溶剂与木质素共混和降低木质素的分子量^[86]。

常用的溶剂有聚乙二醇、蓖麻油^[87]和甘油,其中甘油除了能作为溶剂帮助提高反应活性促进木质素的分散之外,由于甘油是三官能团物质,其还能作为交联剂提高交联密度,提高材料的性能^[88]。并且甘油能够通过生物炼制得到,未经纯化的粗制甘油也能被作为溶剂或液化溶剂制备聚氨酯泡沫材料^[89,90]。木质素的分子量降低有利于其反应速率的提高,所以将木质素降解到足够的尺寸^[91,92],木质素就能够直接作为原料制备聚氨酯泡沫。除了作为原料制备聚氨酯泡沫,木质素在聚氨酯泡沫中还能被作为反应性填料^[93]。虽然木质素能够被作为单体应用于聚氨酯泡沫,但是由于反应活性以及分散性的问题,未改性木质素基聚氨酯泡沫的性能问题有待提升,此外,只能部分代替石油基原料,没有实现完全取代,甚至需要石油基多元醇解决分散性的问题。所以未改性木质素基聚氨酯泡沫应该会成为今后的研究热点与重心。

4.2 改性的木质素制备生物基聚氨酯泡沫

木质素在聚氨酯泡沫中的直接应用受到木质素本身反应活性低、易聚集和难分散的缺点限制,所以常需要改性后再利用,常用的改性方法与制备弹性体的改性方法相似,异氰酸酯化改性^{[94, 95]}、卤代烷改性^[96]、酯化反应改性、氧丙烯化改性。因为泡沫的制备对体系黏度与反应性都具有很高的要求,氧丙烯化改性具有很好的改性效果,所以氧丙烯化改性是生物基聚氨酯泡沫制备中最常用的一种改性手段,其目的是延长羟基到木质素本体之间的距离,降低位阻效应,提高木质素羟基的反应活性。氧丙烯化改性^{[97, 98]}的木质素制备的聚氨酯泡沫与液化^{[99, 100]}木质素制备的泡沫相比,氧丙烯化改性木质素制备的聚氨酯材料的性能更好。

氧丙烯化改性是利用木质素上的羟基引发环氧乙烷或环氧丙烷^[96]开环聚合得到端羟基的分子链,延长羟基的距离,并且将大量的酚羟基转变为了醇羟基,最初是用于丹宁的改性^[82,101],后来应用在木质素或液化木质素中,但环氧乙烷或环氧丙烷是高毒性物质,对环境人体会造成重大伤害。为了解决这一问题, Lehnen等^[102]利用木质素上的羟基与碳酸丙烯酯反应(图式6),通过高效、无溶剂的安全的方法得到了氧丙烯化的改性木质素,提高羟基的可及性以及反应活性。除此之外,文章还研究了催化剂选择、温度和反应时间对于改性的重大影响。

除此之外,邱学青等^[96]利用环氧氯丙烷开环改性的聚乙二醇与木质素上的羟基反应,利用卤代烷改性反应,将木质素上的酚羟基转化为醇羟基,起到了与氧丙烯化改性相同的作用,提高了木质素的反应活性,并以此为原料制备了高弹性的聚氨酯泡沫。

氧丙烯化改性的木质素虽然具有很好的性质,但是该方法存在毒性大的严重问题,所以我们应将其核心的理论,“延长羟基链的长度、酚羟基转化为醇羟基”作为指导,探究绿色、环保、高效和安全的新方法达到相同的效果,这应该会是木质素改性的新方向。

5 结论与展望

目前聚氨酯材料由于结构上的优势,在前沿性的应用上日渐突出,例如形状记忆^{[103,104,105,106]}、自修复^[60,107]、凝胶材料^[108]和生物医药^[109,110]等方面。但是当前应用的聚氨酯原材料多为不可再生资源,且多有毒有害,因此用生物质原料取代石油原材料制备绿色环保聚氨酯材料是今后社会发展的需要。木质素作为一种具有芳香环的天然物质,表面含有多种且大量的活性官能团,在性能与环保方面具有较大优势,是具有巨大潜在价值的生物质高分子材料,就目前木质素的利用也同样存在一定的问题,例如,木质素的分离^{[14, 27, 111, 112]},目前还没有能够完全对木质素的结构进行表征,这是由于不同的分离工艺^[113]以及木材种类^[3]导致了木质素的结构与单体组成不同。在没有完全能制备均一木质素产品的情况下,对木质素的直接利用存在困难,化学改性的木质素由于大量化学试剂的使用以及处理过程的复杂性,导致经济成本和自然成本提高,所以我们依然要将木质素的高效直接利用或绿色高效改性利用作为目标。例如Tumu等^[114]报道的利用电子束照射木质素对木质素进行改性,提高了与聚乳酸之间的相互作用力。此外,木质素作为多元醇制备聚氨酯还存在资源环境的问题,就是异氰酸酯依旧使用传统的石油基化合物,像前文中提到的无异氰酸酯制备聚氨酯材料,利用改性的木质素以及生物基五元环碳酸酯化合物制备全生物质聚氨酯依旧是一个巨大的挑战^{[25, 115]}。木质素在聚氨酯制备中不仅要实现单体的替代,还要实现功能上的替代。综上所述,木质素在生物基聚氨酯中的应用既有优势又有挑战,仍然将是今后的研究热点。

参考文献

原文顺序 | 出版日期 | 本文引用

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