木质素模型化合物胺基多元醇交联反应及其动力学研究

将愈创木酚胺基多元醇、香草醛胺基多元醇分别以丁酮为溶剂配成固含量30%的溶液,与MDI-50按—NCO与—OH物质的量比1∶1混合均匀,采用介电分析(DEA)法研究两种胺基多元醇与MDI-50室温交联反应特性,同时采用红外光谱(FT-IR)法进一步研究其交联反应动力学特征,得到两种胺基多元醇的交联反应动力学方程。研究结果表明,木质素模型化合物愈创木酚胺基多元醇、香草醛胺基多元醇与异氰酸酯MDI-50的交联反应活性相近,均遵循n级反应动力学规律。     

二乙醇胺基木质素非离子表面活性剂的制备及表征

依据酸沉淀法对碱木质素进行了分级,分级后pH值4 ～ 6的木质素与环氧氯丙烷、二乙醇胺反应,制备了木质素基非离子表面活性剂.通过红外光谱、含氮量的测定对产物的结构进行了表征,通过表面张力测定对产品的表面活性进行了分析.结果表明:木质素基非离子表面活性剂固含量为32.6%,含氮量为1.99%,红外光谱分析可确定在木质素上引入了环氧氯丙烷和二乙醇胺,水溶液表面张力降低到53.27mN/m,表明二乙醇胺基木质素非离子表面活性剂(DLNS)具有良好的表面活性.另外通过与十二烷基磺酸钠(SDS)复配后浊度的测定,表明产品在SDS与DLNS的体积比为20: 3 ～ 20: 20范围与SDS复配,浊度较低,复配效果较好.     

木质素模型化合物香草醛Mannich反应及其产物化学结构表征

以木质素模型化合物香草醛、二乙醇胺及多聚甲醛为原料,1,4-二氧杂环己烷为溶剂,通过Mannich反应合成了香草醛胺基多元醇,研究了物料配比、反应温度、时间及溶剂用量等因素对Mannich反应的影响。实验结果表明:反应物料按物质的量比n(香草醛)∶n(甲醛)∶n(二乙醇胺)1∶1∶1,甲醛与二乙醇胺60℃反应2 h生成1,3-氧氮杂环戊烷,再将其滴入香草醛中,80℃反应3 h,二氧六环溶剂用量为100 mL/mol(以香草醛的物质的量计),二乙醇胺的转化率最高可达到84.92%。采用HPLC、LC-MS、FT-IR及1H NMR表征了香草醛胺基多元醇的化学结构,相对分子质量269。     

木质素基膨胀型阻燃剂的制备及其应用

以木质素作为膨胀型阻燃剂的基体,通过接枝氮、磷元素成功合成了碳源、酸源、气源三位一体的木质素基膨胀型阻燃剂Lig-T,实现了良好的阻燃性能.通过红外光谱(FT-IR)分析、元素分析和X射线光电子能谱(XPS)分析证明阻燃剂Lig-T的结构.将木质素基膨胀型阻燃剂按照不同质量分数添加到环氧树脂(EP)中制备Lig-T/E...     

木质素磺酸钠合成水性环氧固化剂的研究

通过曼尼希反应,用木质素磺酸钠改性脂肪族多胺,合成了一种新型的水性环氧固化剂,红外光谱表征了目标产物的结构.通过测试固化体系的邵氏硬度、拉剪强度、正拉黏接强度和耐热性等,研究了NaOH水溶液用量、原料的配比、反应温度、反应时间、固化剂与环氧树脂的配比等对固化体系性能的影响.结果表明:在不使用NaOH水溶液情况下,木质素...     

点击反应制备木质素-纳米SiO_2复合微粒及其结构表征

以竹木质素为原料,利用Cu(Ⅰ)催化的炔基-叠氮环加成点击反应将木质素修饰到纳米SiO_2材料表面,制备木质素-纳米SiO_2复合微粒(LS-NPs)。首先采用硅烷基化反应在纳米SiO_2微粒表面引入叠氮结构,并由竹木质素制备炔基木质素,再通过Cu(Ⅰ)催化炔基木质素与叠氮基纳米SiO_2的点击反应生成含三氮唑结构单元的LS-NPs。采用红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、X射线光电子能谱(XPS)等分析手段表征了LS-NPs的化学结构,并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、Zeta电位分析仪和热重分析(TGA)等表征方法考察了LS-NPs的形貌结构和理化性质。结果表明,点击反应成功将木质素结构通过三氮唑单元接枝到纳米SiO_2表面,LS-NPs微粒为球形,粒径为50~100 nm,分散性能和热稳定性能均有明显提高。     

基于UFC-木质素磺酸钠改性脲醛树脂的合成与表征

脲醛预缩液(UFC)与尿素合成脲醛树脂(UFC/U),在合成工艺"t_1(碱性)—t_2(酸性)—t_3(碱性)"三个时刻添加木质素磺酸钠(SL)得到改性脲醛树脂(SLUF),借助非等温差示扫描量热分析法(DSC)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对树脂进行研究。结果表明:1) SLUF_(1-10)树脂综合性能较优,游离甲醛和羟甲基含量分别为0.17%、4.04%,贮存期为40 d(25℃),湿强度为1.10 MPa,高于国家II类胶合板湿强度;2) SLUF_(1-10)树脂中木质素磺酸钠参与了UFC/U的树脂化反应,且SLUF_(1-10)(加NH_4Cl)树脂易形成交联结构而固化;3)UFC/U树脂羟甲基化更完全,亚甲基醚键增多;SLUF_(1-10)羟甲基含量和亚甲基醚键减少。     

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。     

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。     

含乙酸木质素的聚氨酯的合成及其特性的研究

对来自乙酸法制浆废液的木质素进行了提取和纯制,并采用红外光谱和GPC研究了乙酸木质素的结构和分子质量。以乙酸木质素代替部分聚乙二醇合成了聚醚型聚氨酯,采用TGA、DSC和拉伸实验对乙酸木质素合成的聚氨酯(PU)进行了热性能和机械性能的研究。结果表明：乙酸木质素具有典型的聚多元醇结构,虽然有部分被乙酰化,但它具有很好的溶解性,而且分子质量较高;用木质素作原料合成的PU与典型的纯PEG型PU相比,木质素的添加使PU的玻璃点转变温度(t)升高和在600℃以下的分解百分率下降,说明以乙酸木质素为原料的PU高分子具有较好的耐热性能;同时,添加乙酸木质素的PU的强度和伸长率与纯PEG型PU相比有所下降,而且随木质素含量增加有一定程度的下降,说明乙酸木质素的加入对PU的强度有一定的影响。     

Mannich Reaction of Lignin Model Compound Vanillin and Chemical Structure Characterization of Its Product

以木质素模型化合物香草醛、二乙醇胺及多聚甲醛为原料,1,4-二氧杂环己烷为溶剂,通过Mannich反应合成了香草醛胺基多元醇,研究了物料配比、反应温度、时间及溶剂用量等因素对Mannich反应的影响.实验结果表明:反应物料按物质的量比n(香草醛):n(甲醛):n(二乙醇胺)1:1:1,甲醛与二乙醇胺60℃反应2h生成1,3-氧氮杂环戊烷,再将其滴入香草醛中,80℃反应3h,二氧六环溶剂用量为100 mL/mol(以香草醛的物质的量计),二乙醇胺的转化率最高可达到84.92％.采用HPLC、LC- MS、FT-IR及H NMR表征了香草醛胺基多元醇的化学结构,相对分子质量269.     

巨龙竹木质素化学结构研究

为解析巨龙竹木质素化学结构特征,采用高效阴离子交换色谱、凝胶色谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振等现代仪器分析技术,对巨龙竹木质素样品进行检测。结果表明:弱酸性环境有利于打断巨龙竹木质素与半纤维素之间的化学联接而使木质素更易于分离,且对木质素中的主要联接键破坏较小;巨龙竹木质素含有紫丁香基(S)、愈创木基(G)以及对羟基苯基(H)3种基本结构单元,属于禾草类木质素;巨龙竹木质素基本单元间化学联接键以β-O-4′结构为主,并存在一定量的β-β′、β-5′、β-1′化学联接。     

乙酸木质素基聚氨酯硬泡的制备与性能

将乙酸制浆法废液中的木质素进行提取和精制,采用红外光谱(FTIR)、31P-NMR谱和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构进行表征,并利用乙酸木质素、聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯在发泡剂和催化剂的条件下合成聚氨酯硬泡。采用TG、DSC和压缩测试对聚氨酯硬泡的热学和力学性能进行研究,并用扫描电子显微镜观察聚氨酯硬泡的泡孔结构。结果表明:乙酸木质素作为多羟基聚合物,可以部分代替聚醚多元醇和异氰酸酯发生反应制备聚氨酯材料;当乙酸木质素添加量为5%时,聚氨酯硬泡的压缩强度达到1.325MPa,比未添加木质素的泡沫高出约63%,此时的压缩模量也达到0.181MPa;随着乙酸木质素添加量增加,乙酸木质素基聚氨酯硬泡的最快分解温度下降,而玻璃化转变温度没有明显升高;乙酸木质素基聚氨酯硬泡泡孔平整均匀。     

聚戊烯基磷酸酯的合成机理与化学特征

从银杏叶中分离制备聚戊烯醇混合物(C75~C110),纯度为87.2%,选择POC l3为磷酰化剂和三乙胺为碱性水解剂,经过磷酰化和水解二步反应,聚戊烯基氯磷酸酯在三乙胺碱性溶液中转化成聚戊烯基磷酸酯,产品得率在65%以上。聚戊烯醇与POC l3的摩尔比为1∶5~10,反应温度低于10℃;室温水解20 h,反应产物经柱层析纯化和HPLC制备聚戊烯基磷酸酯,由IR、1H NMR、13C NMR和高分辨质谱(HRMS)鉴定其化学结构为聚戊烯基单磷酸酯。     

纤维素乙醇炼制残渣中木质素结构的初步研究

针对燃料乙醇行业产生的大量炼制残渣所带来的资源浪费问题,采用了傅里叶红外(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、核磁共振(NMR)等方法,初步研究了纤维素乙醇炼制残渣中木质素的结构。研究发现,纤维素乙醇木质素有明显的酚羟基结构,相对分子质量较小,是一种潜在的重要资源。     

麦草酶解-温和酸解木质素的化学结构特性研究

采用酶解预处理、温和酸解和溶剂提取相结合的木质素分离新技术分离得到了代表性好的麦草纤维酶解-温和酸解木质素(EAL)。采用元素分析、定量31P NMR、衍生化后还原反应(DFRC)等分析技术和实验方法,对麦草EAL木质素的官能团含量、β-芳基醚键的特性与含量、二苯并二氧桥松柏醇(DBDO)结构等特性进行了较深入的研究。     

漆酶-超声波协同处理碱木质素的表面化学结构特征

分别采用超声波、漆酶及超声波协同漆酶的方法处理麦草碱木质素,通过化学分析法结合红外光谱、X射线光电子能谱和电子自旋共振等仪器分析手段,对比各处理过程木质素酚羟基含量、表面官能团、表面元素及表面自由基的变化,探讨3种处理方式对碱木质素结构的影响机理。结果表明,超声波处理后的木质素,总酚羟基含量比未处理的有所增加,漆酶处理后酚羟基含量减少。与未经处理的纯碱木质素相比,木质素经超声波处理后自由基浓度减少了38%,而漆酶处理后自由基浓度显著增加,其中单一漆酶处理增加了112%,超声波后再进行酶处理增加了193%。超声波空化作用可使木质素发生脱甲氧基反应及连接键断裂;漆酶处理过程中有解聚反应,同时酚羟基氧化变成苯氧自由基,进而发生自由基反应;超声波后生成的木质素小分子更易与漆酶反应,C—O单键被氧化。