溶剂型木质素在高分子合成和改性中的应用

溶剂型木质素(Organosolv lignin)与传统木质素盐类相比具有反应活性基团含量高、容易提纯以及不含任何含硫杂质等优势,论文着重介绍了溶剂型木质素的制备、结构特点以及近几年来在高分子合成和改性领域的研究进展,并对其发展方向作了总结。     

二聚酸与酶解木质素接枝共聚的研究

研究了酶解木质素与二聚酸接枝共聚的工艺条件,探讨了不同引发剂、引发剂用量、反应温度和反应时间对接枝产率和接枝度的影响。用红外光谱分析了反应产物的结构。根据产物接枝度确定了最佳反应条件为:采用过氧化苯甲酰(BPO)和阳离子交换树脂732#(CER)为引发剂,其用量是木质素的5‰,二聚酸/木质素质量比为0.4,反应时间5 h,反应温度50℃。产率可达85%以上,接枝率接近10%。     

新型酶解木质素阻燃剂的合成及其阻燃性能的研究

以酶解木质素、甲醛和间苯二胺为原料,通过正交试验制备酶解木质素-间苯二胺共聚物;以酶解木质素-间苯二胺共聚物为阻燃剂,自制微胶囊红磷为酸源,制备酶解木质素-间苯二胺共聚物/红磷/SBR阻燃复合材料,研究酶解木质素-间苯二胺共聚物用量对复合材料阻燃性能和物理性能的影响.结果表明:酶解木质素-间苯二胺共聚物的最佳工艺条件为木质素用量30 9,甲醛用量0.2 mol,间苯二胺用量0.1 mol,温度80℃,时间 3 min,氢氧化钠质量分数0.03;当酶解木质素-间苯二胺共聚物用量为60份、微胶囊红磷用量为10份,酶解木质素-间苯二胺共聚物/红磷/SBR阻燃复合材料的阻燃级别达FV-0,综合物理性能较好.     

氯化酶解木质素的合成与性能研究

以酶解木质素为原料,在水相条件下通入氯气合成氯化木质素。考察了木质素与水的配比、有无紫外光催化、反应温度和通氯量对产物得率和氯含量的影响,并对产物进行了红外光谱和热重分析。结果表明,在氯气过量的情况下,产物氯含量达到29.8%,有紫外光催化时产物氯含量比较低,不加热时的产物氯含量更高,产物氯含量随氯气的增加而增大。氯化木质素的红外光谱图在1720cm-1处羰基强度明显增强,680cm-1附近出现C-Cl的特征吸收峰,说明Cl2与酶解木质素发生了取代反应。热重分析结果表明,氯化木质素的耐热性比酶解木质素稍差。与PVC共混改性的结果表明,氯化木质素改善了原有木质素分子的极性,有望作为极性高聚物共混改性的相容剂使用。     

酶解木质素的分离与结构研究

采用两种方法从酶解玉米秸秆制备能源酒精的残渣中分离得到酶解木质素。根据不同的分离条件,酶解木质素的得率为20%～35%。应用UV、FT-IR、GPC和13C-NMR研究了不同分离方法的酶解木质素的结构特性。结果表明,所分离的酶解木质素分子量较小,在结构上较好地保留了各种活性基团。与木质素磺酸钙相比,酶解木质素的红外图谱中多了1700cm-1和1328cm-1峰,说明酶解木质素存在非共轭羰基作用。紫外图谱在210nm,280nm和310nm附近有峰值出现,说明其具有木质素的基本结构特征,且结构上有很大的不饱和性。由13C-NMR图谱解析可知,所提取酶解木质素为GSH型木质素,主要以β-O-4、β-5、β-1的结构存在。以氢氧化钠作为萃取剂的酶解木质素提取率比有机溶剂高。酶解木质素的有效利用将提高酶解玉米秸秆制备能源酒精的经济效益。     

高沸醇木质素辐射接枝苯乙烯

利用辐射接枝共聚操作简单易行的优点,研究高沸醇木质素在γ-射线辐射下与苯乙烯的辐射接枝反应,并用红外光谱对接枝产物进行表征。结果表明,γ-射线辐射下高沸醇木质素易与苯乙烯发生辐射接枝反应,其最佳接枝条件是:辐射剂量30 kGy,苯乙烯单体与木质素质量比为3∶10,所用木质素为芒秆高沸醇木质素。     

高沸醇木质素的衍生物在橡胶改性中的应用(一)

高沸醇(High Boiling Solvents,简写为HBS)木质素是用高沸醇溶剂法从松木、稻草中提取的一种新型的环境友好材料。本文报告HBS木质素羟甲基化改性后共沉物对丁腈橡胶(NBR)补强效果以及环氧化高沸醇木质素对氯丁橡胶改性的影响。实验结果表明,添加HBS木质素羟甲基化衍生物能改善NBR的性能,尤其是扯断伸长率有明显的效果,有良好的耐老化性能,明显优于炭黑。将高沸醇木质素与环氧氯丙烷进行反应,产物的红外光谱在907cm处有环氧基的特征吸收峰。环氧化高沸醇木质素添加入氯丁橡胶,随着环氧氯丙烷用量的增加,橡胶的扯断伸长率从601.73%上升到1050.23%,并且氯丁橡胶的拉伸强度也得到改善。     

新型橡胶助剂--髙沸醇木质素的研制

采用1,4-丁二醇水溶液为溶剂的高沸醇溶剂法,从松木、稻草等原料制备纤维素与高沸醇木质素.使用上述原料,在190～220 ℃的1,4-丁二醇水溶液中蒸煮1～3 h后,分离反应产物,得到固体纤维素与高沸醇木质素-丁二醇溶液.不溶于水的高沸醇木质素通过加水沉淀的方法,从反应后的液体混合物中分离.从松木和稻草制备髙沸醇木质素的得率分别大于25% 和11%.从松木中提取的髙沸醇木质素的w(灰分)=0.6%,而传统造纸黑液制得木质素磺酸钙的w(灰分)=21.4%.髙沸醇溶剂法是一种节能、无污染的制备纤维素与木质素的好方法.高沸醇木质素具有较高的反应活性,可以与甲醛反应,形成木质素改性树脂.添加高沸醇木质素改性树脂可以改善NBR橡胶的性能,尤其是扯断伸长率从270%提高到540%,其改性效果优于木质素磺酸盐改性树脂(扯断伸长率330%).髙沸醇木质素是一种新型的橡胶添加剂,有良好的应用前景.     

高沸醇木质素及其衍生物对菠萝蛋白酶的吸附

通过曼尼希反应和室温相分离方法合成了高沸醇木质素胺和高沸醇木质素酚衍生物，并探讨了它们对菠萝蛋白酶的吸附特性. 结果表明，引入了胺基和酚羟基的高沸醇木质素衍生物对菠萝蛋白酶的吸附性能有很大的提高，吸附能力为HBS木质素胺>HBS木质素酚>HBS木质素，而且吸附后的菠萝蛋白酶活性仍保持在较高的水平，高沸醇木质素衍生物有望成为菠萝蛋白酶的浓缩吸附剂或固定化的载体.     

γ射线对木质素的辐射效应研究

利用γ射线具有低能耗、洁净、环保等优点,对木质素进行辐射处理,并对辐射后的木质素的分子量及分子量分布和主要结构基团进行分析.实验结果表明,木质素经过γ射线照射后,分子量及分子量分布增大,辐射效应主要以辐射交联为主.辐射前后的木质素的红外光谱相似,表明辐射并没有改变木质素的主要结构基团,并且木质素中的羟基不仅数量增多而且能更稳定存在.由13C-NMR图谱解析可知,碱木质素经过γ射线照射后,主要结构并没有受到破坏.