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废弃物的资源化利用是国内外高度关注的热点研究领域。地沟油是一种废弃油脂,其主要化学成分为脂肪酸甘油酯,实现地沟油的高效利用具有重要的经济和社会效益。国内每年产生数百万吨地沟油,本文在对地沟油利用途径进行文献调研的基础上,针对地沟油的组成特点,研究了一种地沟油直接酯化、酯交换制备油脂基多元醇的方法,探讨了其在聚氨酯硬泡(PURF)中的应用。主要工作如下: (1)对地沟油的物性进行测试。粗地沟油与精炼地沟油的酸值分别为21.44mgKOH·g-1、3.41 mgKOH·g-1;碘值分别为63 g/100g、62g/100g;过氧化值分别为19.7meq/kg、20.5 meq/kg。与普通油脂相比,地沟油具有酸值和过氧化值高、碘值和相对不饱和度U/R值低等特性。 (2)分别探讨了粗地沟油与精炼地沟油制备油脂基多元醇的方法。以氧化锌为催化剂,精炼地沟油与甘油直接酯化、酯交换制备油脂基多元醇,在醇油摩尔比为3∶1、催化剂质量分数为醇、油总质量的2.7%、N2保护和反应温度210℃条件下反应8h,得到的油脂基多元醇酸值为0.63 mgKOH·g-1、羟值为236.27 mgKOH·g-1。粗地沟油与甘油经预酯化、酯交换反应制备油脂基多元醇。第一步预酯化反应条件为:无外加催化剂和负压条件,醇油摩尔比为1∶1,反应温度190℃,反应时间10h,得到预酯化产品酸值为1.18 mgKOH·g-1。第二步酯交换反应条件为:醇油摩尔比为3∶1,催化剂氧化锌质量分数为醇、油总质量的2.7%,N2保护和反应温度210℃,反应时间8h,得到的油脂基多元醇产品酸值为0.57 mgKOH·g-1、羟值为293.08 mgKOH·g-1。 (3)分别以精炼地沟油和粗地沟油制备的油脂基多元醇为原料,按20%、40%及60%替代聚醚多元醇,制备聚氨酯硬泡。讨论了不同替代度对发泡工艺和聚氨酯硬泡性能影响。结果表明,随替代度的增多,始发时间、纤维时间、脱粘时间依次加长。不同替代度的聚氨酯硬泡导热系数、压缩强度和在70℃和-20℃条件下的尺寸稳定性均符合国家标准规定要求。聚氨酯硬泡热稳定性测试表明,不同替代度的聚氨酯硬泡热稳定性差异不大。