氯化胆碱/丙三醇低共熔溶剂改性木质素磺酸钠及其在环氧树脂乳液中的应用

采用一步合成法制备氯化胆碱/丙三醇(ChCl/Glycerol)低共熔溶剂(deep-eutectic solvent,DES),研究该低共熔溶剂在不同条件下催化活化木质素磺酸钠的最佳工艺,并探讨了处理前后木质素磺酸钠的结构与性能,及其用于环氧树脂乳化剂的可行性。结果表明:在不加搅拌的条件下,木质素磺酸钠与DES的质量比为1∶12,处理温度为90℃,处理时间为5 h时,体系的反应效率最高,所得木质素磺酸钠的综合性能最好。木质素磺酸钠经DES催化活化处理后酚羟基总含量得到增加,苯环等大分子有所降解,表面张力和泡沫性能也得到了提高和改善。经ChCl/Glycerol DES处理后的木质素磺酸钠与OP-10乳化剂作为复合乳化剂,以环氧树脂E-44为油相,采用相反转法,可制得较为稳定的环氧树脂乳液。     

AlCl3促进毛竹低共熔体系预处理效率的研究

研究了一种AlCl₃辅助的低共熔溶剂（DES）预处理毛竹的方法。合成了以氯化胆碱和AlCl₃为氢受体，愈创木酚为氢供体的低共熔溶剂，考察了低共熔溶剂中AlCl₃用量对毛竹原料的化学组成、物料得率和后续酶水解效率的影响，结果表明：随着AlCl₃用量的增加，预处理物料木聚糖和木质素含量逐渐降低，葡聚糖含量升高，葡聚糖酶水解得率显著提高。当AlCl₃用量为1.32%（摩尔分数）,氯化胆碱、愈创木酚和AlCl₃物质的量比为25∶50∶1)时，预处理效果达到最佳，预处理物料得率为57.16%,葡聚糖和木聚糖回收率分别为95.95%和12.84%,木质素脱除率为74.88%,葡聚糖酶水解得率由未添加AlCl₃时的11.16%提高到96.20%,表明AlCl₃可以有效促进DES体系对毛竹中木聚糖和木质素的溶解。通过XRD、SEM和FT-IR分析对预处理后物料进行表征。XRD分析结果表明预处理物料的结晶度随着AlCl_3...     

氯化胆碱/丙三醇低共熔离子液改性木质素酚醛树脂

研究氯化胆碱和丙三醇在不同物质的量比、不同温度条件下合成氯化胆碱/丙三醇低共熔离子液体(Ch Cl/Glycerol DES)的最佳合成工艺,并用其处理木质素(Dealkaline CAS9005-53-2)。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、离子化差示光谱、热重(TG)、核磁共振氢谱(1H-NMR)等分析手段对氯化胆碱/丙三醇低共熔离子液体处理前后木质素的分子结构及热稳定性变化进行表征。研究结果表明:反应温度为100℃,氯化胆碱和丙三醇物质的量比为1∶2时,体系的反应效率最高,所制备的离子液体黏度适中、稳定性好。木质素经Ch Cl/Glycerol DES改性处理后酚羟基总含量明显增加,反应活性明显提高,其中,木质素中紫丁香基结构(S)被降解,说明Ch Cl/Glycerol DES处理木质素可显著提高其反应活性。经Ch Cl/Glycerol DES处理后的木质素按10%,20%,30%和40%的替代量替代苯酚,制备的木质素-酚醛树脂胶黏剂的胶合强度均可达到国标GB/T 8942.3—2004中Ⅰ类胶合板标准要求。     

磺化木质素基链转移剂的合成及其在水相RAFT聚合中的应用

以玉米秸秆木质素为原料，将木质素磺化改性，再利用二硫化碳、溴乙酸甲酯对磺化木质素(SL)进行黄原酸酯功能化改性，合成了磺化木质素基链转移剂(SL-CTA)，之后将其用于丙烯酰胺的水相RAFT聚合反应制备磺化木质素-丙烯酰胺共聚物(SL-g-PAM)，并采用多种方法对链转移剂及共聚物进行表征。研究结果表明：相比于磺甲基化改性，芳基磺化改性的效果更好，当1 g木质素与2 g氯磺酸在25℃下反应4 h时，改性效果最佳，此时磺化木质素含S量为1.83%,M_w/M_n为1.19，含总羟基量为4.86 mmol/g，且水溶性良好。FT-IR、¹³C NMR对磺化木质素基链转移剂的结构表征结果发现：红外谱图显示900 cm^-1处出现C—S伸缩振动吸收峰及1 738 cm^-1处出现C=O特征峰，¹³C NMR谱图中δ172处出现了C=S的碳原子峰，共同证明了SL-CTA的成功合成。探究丙烯酰胺的水相RAFT聚合体系中单体/链转移剂/引发剂比例、pH值及反应温度对单体转化率的...     

微波辅助木质素脱甲基化改性及结构表征

为提高木质素的反应活性,采用微波辅助加热方式,在HBr/十六烷基三正丁基溴化磷(HBr/TBHDPB)体系下对木质素进行脱甲基化改性。考察了HBr用量、反应温度、反应时间和催化剂用量对木质素改性反应的影响。通过紫外光谱(UV)、核磁共振氢谱(1H NMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)和元素分析等手段研究了木质素改性前后的官能团及分子质量变化,并由羟甲基化反应和曼尼希反应分析了木质素改性前后的活性变化。结果表明:木质素在微波辅助加热条件下,HBr用量为20 mmol/g,催化剂TBHDPB用量为木质素质量的2%,95℃反应1 h,制备的改性木质素含酚羟基为4.95%,相比原料木质素提高了32.71%,甲氧基为6.11%,相比原料木质素降低了20.44%。与甲醛反应的活性提高了18.15%,胺基侧链增加了7.54%。UV、1H NMR和FT-IR分析也表明,改性木质素的酚羟基含量增加,甲氧基含量降低。     

氯化胆碱/氯化锌低共熔离子液改性木质素制备酚醛胶的研究

通过合成氯化胆碱与氯化锌物质的量比为1:2体系的低共熔离子液(DES来活化处理木质素,再加水分离得到再生木质素(DL),对比改性前后木质素的结构变化,并分别用其代替部分苯酚(10%、20%、30%、40%)制备酚醛树脂,研究其对酚醛树脂胶黏剂性能的影响。结合红外光谱、紫外光谱和核磁共振氢谱的分析可知经DES改性后的木质素中少量醚键断裂,部分甲氧基脱除,少部分被酚化,木质素反应活性提高。并且,所压制胶合板的胶合强度均优于未改性木质素替代苯酚所制备的酚醛树脂,且在实验范围内均达到了国家标准中Ⅰ类胶合板的要求。     

银杏硫酸盐木质素组分分离及其抗肿瘤构效研究

为了从硫酸盐木质素中提取具有抗肿瘤活性的成分,以不同极性的溶剂对银杏硫酸盐木质素(KL)进行分级,利用MTT法研究各分级组分的抗肿瘤活性;根据抗肿瘤活性结果,利用中压制备液相色谱对抑制效果最明显组分进行纯化,采用质谱、¹³C NMR等方法确定其结构,并分析构效关系。FT-IR分析结果表明：KL具有与银杏磨木木质素(MWL)相似的结构;分级组分的总酚含量(TPC)随着其相对分子质量增加而降低。抗肿瘤实验结果表明：乙醚可溶组分(LC2)对人源肺癌A549细胞的抑制作用最强,IC₅₀值为(366.09±6.39) mg/L。LC2纯化结果发现,分离出的化合物L7的抗肿瘤活性最好,对肺癌A549细胞的IC₅₀值为(89.44±2.13) mg/L。质谱、¹³C NMR测试结果表明：化合物L7是酚羟基上连接着2-丙醛取代基的β-5结构的松柏醛二聚体。木质素小分子物质的苯丙烷单元侧链上醛基的增加会提高抗癌活性,但是醚键的增加会降低抗癌活性。     

Box-Behnken设计优化蔓荆子总黄酮DES提取工艺研究

为优化低共熔溶剂提取蔓荆子总黄酮工艺,以总黄酮提取率为评价指标,筛选DES类型,进一步利用Box-Behnken设计优化提取工艺,测定提取物DPPH清除率。结果表明:加入原料10.28倍量的氯化胆碱和1,3-丁二醇低共熔混合物为溶剂,77℃下温浸提取3.15 h,所得提取物中总黄酮提取率约为1.7%、DPPH清除率高达84.76±0.23%。因此,优化后的工艺简便、稳定,可用于蔓荆子中总黄酮的提取。     

三元低共熔溶剂预处理甘蔗渣的酶解性能研究

以制糖工业副产物甘蔗渣(SCB)作为木质纤维原料,使用具有优异相转移催化能力的三乙基苄基氯化铵(TEBAC)、无毒无害的甘油(GL),以及高价态路易斯酸六水合氯化铝(ACH)组成的三元低共熔溶剂(DES)对SCB进行预处理,系统考察了DES物质的量之比、预处理温度、预处理时间、固液质量比对SCB中各组分含量和纤维素酶解效率的影响。研究结果表明：最佳预处理条件为n_TEBAC∶n_GL∶n_ACH为1∶2∶0.05、预处理时间30 min、预处理温度120℃和固液质量比1∶15,此优化条件下木质素去除率达到(86.23±2.11)%,纤维素保留率为(94.51±2.03)%,酶解纤维素转化率达到(98.21±1.02)%,相较于未处理SCB提高了2倍,葡萄糖得率高达(81.94±1.98)%,提高了1.5倍。SEM、FT-IR和XRD分析结果表明：三元DES预处理能够有效去除SCB中的木质素和半纤维素,从而使纤维素的结晶度由未预处理的41.19%提高到预处理后的65.87%。DES经过5次循环利用后,纤维素转化率和葡萄糖得率仍达...     

低共熔离子液体改性木质素-酚醛树脂的热解和热解动力学研究

采用氯化锌/乙酰胺低共熔离子液(DES)处理2种木质素,加水作为反相溶剂得到再生木质素。研究用其替代部分苯酚制备木质素改性酚醛树脂(LPF)的基本性能变化,结合热重分析法(TGA)分析树脂的热解特性,引入Flynn-WallOzawa模型量化了树脂的表观活化能。结果表明,经该DES处理前后的磨木木质素和酶解木质素均可在保持树脂基本性能稳定的前提下替代20%苯酚制备LPF。升温速率β影响树脂的热分解过程,4种LPF的初始分解温度、热解过程所需的活化能均高于未改性酚醛树脂(PF),特别是经氯化锌/L酰胺DES处理后的再生磨木木质素改性酚醛树脂(RMLPF),其热降解温度更高,残炭率更多,热解过程所需的活化能比PF高出2~4倍,热稳定性明显提高。     

三元低共熔溶剂高效预处理提高杨木酶水解效率

合成两种新型三元低共熔溶剂：氯化胆碱/乙二醇/对羟基苯磺酸和氯化胆碱/1,4-丁二醇/对羟基苯磺酸,分别对杨木进行预处理。采用成分分析、红外光谱、X-射线衍射及扫描电镜等对预处理前后杨木的化学成分、结构及表面形貌的变化规律进行分析,研究低共熔溶剂的氢键供体种类及预处理时间对杨木成分及后续酶水解的影响。成分分析及红外光谱分析结果表明,氯化胆碱/乙二醇/对羟基苯磺酸及氯化胆碱/1,4-丁二醇/对羟基苯磺酸均可在短时间内(0.5～1.5 h)脱除大量木聚糖(>74%)和木质素(>70%),同时保留绝大部分纤维素(>74%)。X-射线衍射仪分析表明,预处理后杨木纤维素晶型仍为纤维素Ⅰ_β,但结晶度上升。扫描电镜结果显示,样品表面粗糙度增加。酶水解结果表明,延长处理时间及增长氢键供体碳链均可促进纤维素酶水解,24 h酶解效率最高超过95%。因此,氯化胆碱/多元醇/对羟基苯磺酸体系可显著提高杨木的酶水解效率,是一种短时、高效的预处理体系,有望应用于开发低能耗的木质纤维素加工工艺。     

木质素基含氮磷阻燃剂的合成及热重分析

以解聚木质素(DL)为原料,采用相转移超声波法制备了席夫碱型含氮木质素(N-DL),再进一步与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应,合成氮磷改性DL(NP-DL),NP-DL是一种新型膨胀型木质素基含氮磷阻燃剂。采用FT-IR、¹H NMR、³¹P NMR、TG、TG/FT-IR、TG/MS、GPC和XPS方法对NP-DL的结构和性能进行表征。研究结果表明:DL中成功地引入了N、P元素;TG分析表明600和800℃时NP-DL残炭率比DL残炭率分别提高了1 285.5%和362.6%。TG/FT-IR联用和TG/MS联用测试结果表明:NP-DL受热降解产生含磷物[OP⁺](m/z=47)、[H₃PO](m/z=50)、[O₂P⁺](m/z=63)和[HO₂P⁺](m/z=64),证明NP-DL在热解过程中产生的含磷化合物抑制了燃烧。     

高替代率木质素酚醛树脂在胶合板中的应用性能比较

以云杉硫酸盐法制浆黑液中的碱木质素(UL)为原料,在改性得到脱甲基化木质素(DUL)和羟甲基化木质素(HUL)的基础上,合成了高替代率(≥70%)的木质素酚醛树脂(LPF),并探讨了3种木质素羟基含量对LPF胶黏剂胶合强度和游离甲醛含量的影响。木质素的结构分析结果表明：相比原料UL,DUL和HUL的羟基比例分别提高了26.41%、 72.35%。将UL、DUL和HUL替代苯酚制备LPF并将其用于杨木单板胶合实验中,实验结果显示：UL经脱甲基化改性后进一步提高了其耐热水胶合强度(σ_HWT),在30%木质素替代率下,DUL的σ_HWT最大,达1.09 MPa,比PF(0.78 MPa)提高了39.39%。木质素替代率从30%(HUL)提高至70%(DUL),同时胶合板中游离甲醛的质量浓度从0.33 mg/L(UL)降低至0.29 mg/L(DUL),仍小于国标GB 9846.2—2004要求(<0.5 mg/L);UL经羟甲基化改性后,HUL制备LPF的胶合强度大幅提高,在30%木质素替代率下,干胶合强度(σ_dry)为2...     

低游离甲醛羟甲基化木质素磺酸盐-酚醛复合胶黏剂研究

以工业木质素为原料,采用羟甲基化反应提高木质素反应活性,确定了羟甲基化反应木质素和催化剂的最佳配比:木质素与甲醛质量比为3:1、催化剂用量为0.25%(以木质素原料计).并用FT-IR和13C NMR对羟甲基化反应结果进行了分析.通过羟甲基化木质素磺酸盐(HLF)与酚醛树脂(PF)共混制得木质素酚醛树脂(LPF)胶黏剂.实验结果表明,该胶具有制备工艺简单、游离甲醛低的特点,用HLF替代40%的PF时,其胶合强度达到国家Ⅰ类胶合板的要求.     

去甲基木质素环氧树脂合成及其改性大豆基胶黏剂的性能北大核心

以工业碱木质素为原料,通过去甲基化处理提高木质素酚羟基含量,然后在碱性条件下与环氧氯丙烷反应合成去甲基木质素环氧树脂(DLEP),用于改性大豆基胶黏剂。去甲基化结果表明,木质素酚羟基含量由1.97 mmol/g提升至2.98 mmol/g,与未处理木质素相比,提高约51%。环氧值滴定结果显示,DLEP的环氧值达到0.297 mol/100 g,比直接用木质素合成环氧树脂(LEP)的环氧值提高近29%。红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征显示,木质素甲氧基脱除生成了新的酚羟基;DLEP成功枝接了环氧基团;DLEP中的环氧基与大豆蛋白中氨基、羧基及羟基反应,形成致密的交联结构。当DLEP质量分数为4%时,胶黏剂的湿胶合强度达1.34 MPa,比纯大豆基胶黏剂高119.6%,满足GB/T 9846—2015中Ⅱ类板的要求。     

低共熔溶剂体系预处理制备纤维素纳米纤丝及其性能研究

采用氯化胆碱-尿素低共熔溶剂(DES)体系预处理,结合纳米均质化机械处理将漂白硫酸盐杨木浆纤维制备成纤维素纳米纤丝(CNF),并利用元素分析、扫描电子显微镜、红外光谱、热重分析和X射线衍射对CNF的性能进行了分析表征,还计算了CNF的聚合度(DP)和制备能耗.研究结果表明:DES预处理可以促进纸浆纤维的润胀,有利于纳米...     

有机溶剂法纯化稻草碱木质素的研究

采用有机溶剂法纯化稻草碱木质素，研究了不同有机溶剂体系对稻草碱木质素纯化得率及纯化产品化学组成的影响，确定了适宜的有机溶剂体系及纯化工艺条件，实验结果表明：丙酮-水混合溶剂为最佳的溶剂体系，丙酮-水6：4(v/v）时，纯化所得碱木质素的得率为85.2%,产品中木质素的含量达44.86%，糖含量下降了76.86%，灰分含量下降了20.87%。     

SO2-4/ZrO2固体超强酸催化碱木质素氢还原反应

采用浸渍-焙烧法制备SO2-4/ZrO2固体酸催化剂,通过XRD、FT-IR、SEM和Hammett指示剂法对固体酸的结构和酸强度进行表征。考察不同条件制备的SO2-4/ZrO2固体酸催化剂,在不同反应条件下对碱木质素氢还原反应的催化作用,并用化学法对反应前后碱木质素官能团进行定量测定。结果表明,硫酸浸渍浓度为1 mol/L,550℃焙烧3.5 h制备的SO2-4/ZrO2固体超强酸对碱木质素氢还原反应具有较高的催化活性,在催化剂添加量5%,反应温度100℃,时间4 h,氢气压力3 MPa时,反应后碱木质素总羟基、酚羟基和醇羟基分别为9.34%、3.28%和6.06%,较反应前分别增加55.15%、13.89%和93．00%;木质素的苯环结构稳定,活性官能团含量增加,反应活性提高。     

SO_4~(2-)/ZrO_2固体超强酸催化碱木质素氢还原反应

采用浸渍-焙烧法制备SO2-4/ZrO2固体酸催化剂,通过XRD、FT-IR、SEM和Hammett指示剂法对固体酸的结构和酸强度进行表征。考察不同条件制备的SO2-4/ZrO2固体酸催化剂,在不同反应条件下对碱木质素氢还原反应的催化作用,并用化学法对反应前后碱木质素官能团进行定量测定。结果表明,硫酸浸渍浓度为1 mol/L,550℃焙烧3.5 h制备的SO2-4/ZrO2固体超强酸对碱木质素氢还原反应具有较高的催化活性,在催化剂添加量5%,反应温度100℃,时间4 h,氢气压力3 MPa时,反应后碱木质素总羟基、酚羟基和醇羟基分别为9.34%、3.28%和6.06%,较反应前分别增加55.15%、13.89%和93.00%;木质素的苯环结构稳定,活性官能团含量增加,反应活性提高。     

桐马酸酐甲酯接枝改性杨木粉的制备及其表征

以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂、吡啶为催化剂,采用桐马酸酐甲酯(MEMA)对杨木粉(PWP)表面接枝化学改性。研究了反应物料配比、反应温度、反应时间及催化剂用量对杨木粉改性反应的影响,并通过接触角测量、元素分析、红外光谱(FT-IR)、13C固体核磁共振光谱(13C CP-MAS NMR)及扫描电子显微镜(SEM)表征了改性杨木粉的结构与表面性能。实验结果表明:以MEMA与PWP质量比7.5∶1,催化剂吡啶用量为杨木粉质量的5%,120℃反应6 h,制备的桐马酸酐甲酯改性杨木粉的质量增加率为20%～25%;改性后杨木粉疏水性增强。