СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЛИГНОЦЕЛЛЮЛОЗУ

1. Способ получения композиционного материала, включающий:
комбинирование множества лигноцеллюлозных подложек и одного или более свободнорадикальных прекурсоров с получением смеси лигноцеллюлозных подложек и одного или более свободнорадикальных прекурсоров;
выдерживание смеси при температуре менее чем 60°C в течение, по меньшей мере, 10 минут, сохраняя при этом, по меньшей мере, 11 мас.% одного или более свободнорадикальных прекурсоров, загруженных в смесь; и затем
3
нагревание смеси, включающей, по меньшей мере, 11 мас.% одного или более свободнорадикальных прекурсоров, загруженных в смесь, до температуры, по меньшей мере, от 60°C до приблизительно 300°C с получением композиционного материала, имеющего плотность менее чем 1 г/см и прочность внутреннего сцепления, по меньшей мере, 0,35 МПа.
2. Способ по п. 1, в котором смесь выдерживают при температуре менее чем 60°C в течение, по меньшей мере, 20 минут, сохраняя при этом, по меньшей мере, 25 мас.% одного или более свободнорадикальных прекурсоров, загруженных в смесь, и в котором смесь, включающую, по меньшей мере, 25 мас.% одного или более свободнорадикальных прекурсоров, загруженных в смесь, нагревают до температуры, по меньшей мере, от 60°C до приблизительно 300°C с получением композиционного материала.
3. Способ по п. 1, в котором смесь выдерживают при температуре менее чем 60°C в течение, по меньшей мере, 30 минут, сохраняя при этом, по меньшей мере, 11 мас.% одного или более свободнорадикальных прекурсоров, загруженных в смесь.
4. Способ по п. 1, в котором композиционный материал представлен в виде панели, имеющей среднюю толщину, и в котором смесь нагревают до температуры, по меньшей мере, от 60°C до приблизительно 300°C в течение приблизительно от 3 секунд до приблизительно 20 секунд на миллиметр средней толщины.
5. Способ по п. 1, в котором перед нагреванием смеси, включающей, по меньшей мере, 11 мас.% одного или более свободнорадикальных прекурсоров, загруженных в смесь, до температуры, по меньшей мере, от 60°C до приблизительно 300°C с получением композиционного материала, количество энергии, выделившейся из смеси, вследствие любой экзотермической реакции, составляет менее чем 20 кал/г.
3
6. Способ по п. 1, в котором композиционный материал имеет прочность внутреннего сцепления, по меньшей мере, 0,5 МПа и плотность менее чем 0,9 г/см.
7. Способ по п. 1, в котором один или более свободнорадикальных прекурсоров включают смесь одного или более окислителей и одного или более катализаторов.
8. Способ по п. 1, в котором один или более свободнорадикальных прекурсоров включают смесь пероксида водорода и одного или более железосодержащих катализаторов.
9. Способ по п. 8, в котором количество одного или более железосодержащих катализаторов, присутствующих в смеси, составляет от приблизительно 0,05 мас.% до приблизительно 5 мас.% из расчета на основу сухой массы множества лигноцеллюлозных подложек.
10. Способ по п. 1, в котором один или более свободнорадикальных прекурсоров включают один или более катализаторов и в котором один или более катализаторов включают один или более металлов в виде комплекса, связанного с одним или более комплексообразующими агентами.
4
2-
11. Способ по п. 10, в котором один или более комплексообразующих агентов включают цианид (CN-), сульфат (SO ), этилендиаминтетрауксусную кислоту (EDTA), этилендиамин-N,N'-диянтарную кислоту (EDDS), этиленгликоль-бис(2-аминоэтиловый эфир)-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты (EGTA), диэтилентриаминпентауксусную кислоту (DTPA), транс-1,2-диаминоциклогексантетрауксусную кислоту (CDTA), иминодисукцинат (IDS), нитрилотриуксусную кислоту (NTA) или любую их смесь.
12. Способ по п. 1, в котором один или более свободнорадикальных прекурсоров включают один или более катализаторов и один или более окислителей и в котором один или более катализаторов включают феррицианид калия, железо этилендиаминтетрауксусную кислоту, железо (S,S)-этилендиамин-N,N'-диянтарную кислоту, железо диэтилентриаминпентауксусную кислоту, железо этиленгликоль-бис(2-аминоэтиловый эфир)-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, железо транс-1,2-диаминоциклогексантетрауксусную кислоту или любую их смесь.
13. Способ по п. 1, в котором один или более свободнорадикальных прекурсоров включают пероксид водорода.
14. Способ по п. 1, дополнительно включающий комбинирование одного или более полифенольных соединений со множеством лигноцеллюлозных подложек и одним или более свободнорадикальными прекурсорами с получением смеси, в котором одно или более полифенольных соединений включают лигнин, таннины, новолачную смолу, модифицированную фенолформальдегидную смолу, бис-фенол A, гуминовые кислоты или любую их смесь.
15. Способ получения композиционного материала, включающий:
смешивание множества лигноцеллюлозных подложек, одного или более свободнорадикальных прекурсоров и одного или более соединений, включающих, по меньшей мере, два водородных атома, которые отщепляются в присутствии гидроксильных радикалов с получением смеси; и
нагревание смеси, включающей, по меньшей мере, 11 мас.% одного или более свободнорадикальных прекурсоров, загруженных в смесь, до температуры, по меньшей мере, от 60°C до приблизительно 300°C с получением композиционного материала.
3
16. Способ по п. 15, в котором смесь выдерживают при температуре менее чем 60°C в течение, по меньшей мере, 10 минут перед нагреванием смеси, включающей, по меньшей мере, 11 мас.% одного или более свободнорадикальных прекурсоров, загруженных в смесь, до температуры, по меньшей мере, от 60°C до приблизительно, 300°C, и в котором композиционный материал имеет плотность менее чем 1 г/см и прочность внутреннего сцепления, по меньшей мере, 0,35 МПа.
17. Способ по п. 15, в котором одно или более соединений, включающих, по меньшей мере, два водородных атома, которые отщепляются в присутствии гидроксильных радикалов, включают лигнин, таннины, новолачную смолу, бис-фенол A, модифицированную фенолформальдегидную смолу, гуминовую кислоту или любую их смесь.
18. Способ по п. 15, в котором смесь включает, по меньшей мере, 20 мас.% одного или более свободнорадикальных прекурсоров, загруженных в смесь, при нагревании до температуры, по меньшей мере, от 60°C до приблизительно 300°C с получением композиционного материала.
19. Способ по п. 15, в котором один или более свободнорадикальных прекурсоров включают один или более катализаторов и один или более окислителей и в котором один или более катализаторов включают феррицианид калия, железо этилендиаминтетрауксусную кислоту, железо (S,S)-этилендиамин-N,N'-диянтарную кислоту, железо диэтилентриаминпентауксусную кислоту, железо этиленгликоль-бис(2-аминоэтиловый эфир)-N,N,N',N'-тетрауксусной кислоты, железо транс-1,2-диаминоциклогексантетрауксусную кислоту или любую их смесь.
3
20. Композиционный материал, включающий по меньшей мере, частично отвержденную композицию, имеющую плотность менее чем 1 г/см и прочность внутреннего сцепления, по меньшей мере, 0,35 МПа, при этом композиция перед отверждением включает множество лигноцеллюлозных подложек, один или более свободнорадикальных прекурсоров и одно или более соединений, включающих, по меньшей мере, два водородных атома, которые отщепляются в присутствии гидроксильных радикалов.