木质素环状碳酸酯树脂的设计、合成和应用研究

With the consumption of petroleum and rise in oil prices, the preparation of polymer materials from renewable resources instead of petroleum products has become a key issue to be solved. This project designs a green chemistry method for synthesis of cyclic carbonate resins and non-isocyanate polyurethane materials from renewable lignins and CO2. The coupling reaction of CO2 with lignin-based epoxy will be carefully studied with efficient catalyst systems. Subsequently, lignin-based cyclic carbonate will react with polyamines to synthesize bio-based polyurethane without using toxic isocyanate.The innovation of this project lies in the use of biomass and CO2 as a raw material for the synthesis of high performance bio-based, non-toxic polyurethane material. This project provides theoretical guidance for synthesizing functional lignins, and has important economic, social and environmental benefits.

随着石油资源的匮乏及其价格的不断上涨，利用可再生资源代替石油产品制备高分子材料已经成为目前亟待解决的一个关键问题。本项目设计了以可再生木质素和二氧化碳为原料合成木质素环状碳酸酯树脂、木质素非异氰酸酯聚氨酯的绿色化学方法。主要探讨适合于二氧化碳与木质素环氧树脂偶联反应的高效催化剂及其反应条件，合成出木质素环状碳酸酯树脂；并进一步研究木质素环状碳酸酯与多元胺反应，替代有毒的异氰酸酯合成生物基非异氰酸酯聚氨酯。本项目的创新点在于利用生物质和二氧化碳为原料来合成无毒高性能生物基聚氨酯材料。本项目研究的绿色化学方法，为木质素官能化和功能化提供理论指导，并具有重要的经济效益、社会效益和环境效益。

随着石油资源的匮乏及其价格的不断上涨，利用可再生资源代替石油产品制备高分子材料已经成为目前亟待解决的一个关键问题。本项目旨在利用可再生木质素为原料合成木质素基树脂和功能助剂。经过三年的系统探索，我们取得的主要亮点包括：1）对木质素进行了一系列的化学改性，制备了木质素基树脂（环氧树脂树脂、多元醇及抑尘剂）；2）对木质素磺酸钠进行了一系列的化学改性，制备了木质素基助剂（缓蚀剂、石墨烯分散剂）；3）木质素在分离膜中的应用研究。相关研究成果包括：发表论文11篇，其中SCI收录论文10篇；申请国家发明专利2项，其中授权1项；参加国际学术会议5人次；培养硕士研究生3名。