多元羧酸与木材交联作用的反应中间体：Ⅰ.多元羧酸的空间效应和化学结构

本研究采用以多元羧酸类化合物为酯化剂,以无机盐类和含氮化合物为催化剂的关联体系。这一体系是一类新型的、水溶性的、无毒害、无污染的非甲醛系试剂交联体系。本文采用ＦＴＩＲ光谱,测定了木材及主要组分在交联化处理过程中的化学结构变化;推测了多元羧酸与木材各组分的酯化过程经历酸酐反应中间体。     

多元羧酸与木材交联作用的反应中间体I.多元羧酸的空间效应和化学结构

本研究采用以多元羧酸类化合物为酯化剂 ,以无机盐类和含氮化合物为催化剂的关联体系。这一体系是一类新型的、水溶性的、无毒害、无污染的非甲醛系试剂交联体系。本文采用FTIR光谱 ,测定了木材及主要组分在交联化处理过程中的化学结构变化 ;推测了多元羧酸与木材各组分的酯化过程经历酸酐反应中间体。     

pH值对多元羧酸与纤维素交联反应的影响

采用以多元羧酸为酯化剂,以无机盐类和含氮化合物为催化剂的木材交联体系,这是一类新型的,水溶性的,无毒害,无污染的非甲醛系列交联体系。本文推导了这类反应的ＰＨ值与溶液中离子浓变化平衡关系式,采用ＦＴＩＲ光谱分析了ＰＨ值对酯化纤维素和反应中间体的影响,     

多元羧酸与木材酯化反应的固体核磁共振谱ＣＰ／ＭＡＳ^CNMR的表征

本研究要用以多元羧酸为酯化剂，以无机盐为催化剂的交联体系，这一体系是新型的，水溶的，无毒害，无染的非甲醛系试剂并联体系，本文采用固体核磁共振谱ＣＰ／ＭＡＳ^CNMR，测定木才主要组成酯化反应的ＣＰ／ＭＡＳ^13CNMR波谱，归属主要谱线，分析了多元羧酸与木材交联应过程中主要组分的化学结构变化，结果表明，酯化反应，羧基碳的比率增加，芳香放和碳和羧基碳的比率减少，烷基碳的变化随着羧基碳的变化而改变，这一变化趋势与采用ＦＴＩＲ和ＥＳＣＡ得到的变化趋势一致。     

多元羧酸与木材酯化反应的固体核磁共振谱CPMAS~(13)CNMR的表征

本研究要用以多元羧酸为酯化剂 ,以无机盐为催化剂的交联体系。这一体系是新型的、水溶的、无毒害、无污染的非甲醛系试剂并联体系。本文采用固体核磁共振谱CP MAS1 3 CNMR ,测定木材主要组分酯化反应的CP MAS1 3 CNMR波谱 ,归属主要谱线 ,分析了多元羧酸与木材交联反应过程中主要组分的化学结构变化。结果表明 :酯化反应后 ,羧基碳的比率增加 ;芳香族碳和羟基碳的比率减少 ;烷基碳的变化随着羧基碳的变化而改变。这一变化趋势与采用FTIR和ESCA得到的变化趋势一致     

多元羧酸与木材酯化反应特征和交联反应参数

本研究采用以多元羧酸类化合物为酯化剂,以无机盐为催化剂的交联体系。这一体系是新型的、水溶的、无毒害、无污染、木材交联反应未采用过的非甲醛系试剂交联体系。本文采用ＦＴＩＲ和ＣＰ／ＭＡＳ１３ＣＮＭＲ的光谱法确定了多元羧酸类化合物与木材交联反应产物的形成特征和交联反应参数。     

多元羧酸与木材交联反应对木材振动特性的影响

采用以多元羧酸为酯化剂 ,以无机盐类为催化剂的交联体系 ,进行木材交联反应 ,这是一类新型、水溶性、无毒害、无污染的非甲醛系试剂交联体系。本文分析了化学改性木材的振动特性变化。结果表明 ,用不同质量分数 1,2 ,3,4 -丁烷基四甲酸 (BTCA)处理西加云杉和美国扁柏木材的振动性能有所变化 :2树种的损耗角正切tanδ在纵向和径向有所下降 ;比动态弹性模量E ρ在纵向变化均不明显 ,随着抗胀缩率ASE上升变化不规则 ;声辐射阻尼系数E ρ3的变化类似于比动态弹性模量E ρ的变化 ;纵向和径向的周期能量损耗参数tanδ E均下降。     

多元羧酸类化合物对木材大压缩量变形的固定作用

以多元羧酸类化合物为酯化剂、以无机盐类为催化剂的交联体系是一类新型的水溶性、无毒害、无污染、木材交联反应未采用过的非甲醛系试剂交联体系。本文研究了这类非甲醛系试剂对木材大压缩量变形的固定作用,结果表明浓度９％的１,２,３,４丁烷基四羧酸处理大青杨试件,干状态的变形恢复率较低,沸水中变形恢复率接近于２７０１％。用１,２,３,４丁烷基四羧酸交联处理木材可以固定压缩变形,适宜的树脂浓度为９％。材色由偏红向偏黄方向转变。     

多元羧酸与木材酯化反应化学分析光电子ESCA的研究

采用化学分析光电子能谱ＥＳＣＡ分析了多元羧酸与木材交联反应过程中主要组分的化学结构变化。ＥＳＣＡ波谱表明：产物中Ｃ１（烷基酸）和Ｃ４（羧基和酯基碳）增加,Ｃ２（羟基碳）减少;Ｏ１（羧基和酯基氧的比率）增加,Ｏ３（羟基氧的比率）减少,从而证实;在催化剂作用下,提高反应温度,木材的化学组分能与多元羧酸化合物－－１,２,３,４－丁烷基四甲酸发生酯化反应,定分析结果在ＦＴＩＲ和ＣＰ－ＭＡＳ＾１３ＣＮＭＲ波     

多元羧酸与木材酯化反应化学分析光电子能谱ESCA的研究

采用化学分析光电子能谱ＥＳＣＡ分析了多元羧酸与木材交联反应过程中主要组分的化学结构变化。ＥＳＣＡ波谱表明：产物中Ｃ１（烷基碳）和Ｃ４（羧基和酯基碳）增加,Ｃ２（羟基碳）减少;Ｏ１（羧基和酯基氧的比率）增加,Ｏ３（羟基氧的比率）减少。从而证实：在催化剂作用下,提高反应温度,木材的化学组分能与多元羧酸化合物——１,２,３,４－丁烷基四甲酸发生酯化反应。这一分析结果与ＦＴＩＲ和ＣＰ／ＭＡＳ１３ＣＮＭＲ波谱分析所得到的结论一致     

催化木糖制备 呋喃甲醛的研究

为了使呋喃甲醛的制备过程绿色化,以ZrOCl2为原料,利用沉淀-浸渍法初步制备了SO42-/ZrO2固体酸,并应用于催化木糖制备呋喃甲醛的反应。采用L9(34)正交试验确定了适宜的反应条件:木糖质量浓度10 g/L、催化剂用量20 g/L、反应温度220℃、反应时间3 h。之后采用单因素试验考察了催化剂制备条件对呋喃甲醛产率的影响。得到的催化剂最佳制备条件为:H2SO4浸渍浓度1.0 mol/L、焙烧温度550℃、焙烧时间5 h,呋喃甲醛产率达最大值47%。实验结果表明:SO42-/ZrO2固体酸在催化木糖制备呋喃甲醛方面,具有较大发展潜力。     

二氧化钛/壳聚糖/丙烯酸复合水凝胶的原位交联及性能

壳聚糖基复合材料在水凝胶领域应用广泛,但其制备过程中通常需要有毒性的化学交联剂和经过繁琐的化学修饰等过程。将壳聚糖、丙烯酸和钛酸四丁酯共混,在遇水后,通过钛酸四丁酯的原位水解形成的纳米二氧化钛作为物理交联剂,一步法制备复合水凝胶,过程简单且无需化学交联剂。在此复合水凝胶中,纳米二氧化钛作为交联剂和光催化剂,丙烯酸可以提高壳聚糖的吸水性,同时丙烯酸和壳聚糖表面的羟基和氨基等基团又可以增强二氧化钛的光催化性能。利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、扫描电镜和透射电镜等考察其形貌与结构等特征,并通过吸水试验和亚甲基蓝的光降解试验测试了其溶胀及光催化性能。结果表明:该复合水凝胶内部为多孔结构,粒径约为5~12 nm的二氧化钛均匀分散在复合水凝胶中,无团聚现象。该复合水凝胶材料具有优良的吸水性,其饱和吸水率约为1500%,在模拟自然光下对亚甲基蓝有较好的光催化降解效果。以上结果表明该材料在污水处理领域具有一定的应用前景。     

木粉及其组分的多元醇酸催化热化学液化

分别将木粉、纤维素和木质素在乙二醇中进行热化学液化。研究结果表明木粉中纤维素的非结晶区、木质素和半纤维素首先被液化,而纤维素的结晶区较慢被液化,到液化反应中期基本降解完全,液化产率高于97%。利用在线红外光谱仪跟踪检测了整个液化反应过程,结合GC-MS结果发现:乙二醇在反应过程中脱水生成了二甘醇和三甘醇。在液化反应中,纤维素的糖苷键断裂后生成葡萄糖苷结构,随后葡萄糖苷中的吡喃环也被打开,生成的活性中间体相互反应或与乙二醇反应生成了如3-(2-甲基-[1,3]-二氧戊环-2-基)-丙酸乙酯、乙酰丙酸丁酯等酯类;木质素的苯丙烷结构主要降解为苯酚、2,6-甲氧基苯酚等芳香族衍生物,因此木粉液化产物是聚醚/酯混合多元醇。     

多酚羧酸合成功能高分子材料研究(I)——没食子酸与纤维素的酯化合成及产物功能特性试验

研究了以没食子酰基为功能性基团、纤维素为分子骨架的功能高分子材料的合成。将没食子酸先用醋酐进行乙酰化保护酚羟基,后与酰氯化剂SOCl2或PCl5反应,制得三乙酰基没食子酰氯,得率分别为80%和90%;再以吡啶为催化剂与纤维素进行酯化反应制得三乙酰基没食子酰纤维素;然后脱去乙酰基制得功能高分子化合物没食子酰纤维素,酯化率为43.6%。功能特性试验表明,该产物具有吸附结合明胶和络合Fe3+能力,在稀酸、醇和热水中稳定并可再生。1g干产物可结合明胶65.5mg,解吸率约98%;可络合Fe3+76.5mg,解吸率约98%。本研究为进一步研制可用于酿造过程的能结合蛋白质和络合金属离子的新型功能高分子材料奠定了技术基础。