木质素聚醚非离子表面活性剂的合成与性能研究

以造纸废液中回收的碱木质素为原料通过与环氧丙烷和环氧乙烷的烷氧化反应,合成了木质素聚醚非离子表面活性剂.得到的产物在不同pH值条件下均具有较好的溶解性,使用红外光谱分析对产物的结构进行了表征,使用紫外光谱定量分析方法测定了产物中木质素的含量,并对其表面活性、亲水亲油平衡(HLB)值、浊点、增容性等性能进行了测试.当 n (木质素羟基)∶ n (环氧丙烷)为1∶10,产物对苯的增容性能为0.75mL/g,泡沫高度110mm,HLB值为14.7,浊点为42.7℃,木质素聚醚质量分数2.5%时,表面张力可达到37.0mN/m,测试数据证明合成的木质素非离子表面活性剂具有良好的表面活性.     

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.     

芦苇化学成分及其化学机械浆性能研究

对芦苇碱性过氧化氢机械浆(APMP)和磺化化学机械浆(SCMP)的制浆性能进行了研究。测定了芦苇的化学成分,发现其综纤维素含量高,1%NaOH抽出物和戊聚糖含量低。通过正交试验优选出芦苇APMP和SCMP的适宜预处理工艺条件。结果表明,经过两段碱性过氧化氢预处理,然后磨浆,可制得白度达57.8%(ISO,以下同)、裂断长2.82 km、撕裂指数3.7 mN.m2/g的芦苇APMP。经过磺化处理,然后磨浆,可制得白度40.6%、裂断长3.48 km、撕裂指数达4.2 mN.m2/g的芦苇SCMP。芦苇SCMP经H2O2单段漂白,H2O2用量为2.0%(质量分数,以下同)时,成浆白度达51.3%,裂断长为3.81 km,撕裂指数4.6 mN.m2/g。     

微波合成氢化松香基季铵盐表面活性剂及其性能

以氢化松香、环氧氯丙烷和三乙胺为原料,采用微波辐射法合成氢化松香基季铵盐表面活性剂.通过单因素试验研究了反应条件对酯化率的影响,并对合成产物进行结构确认及其表面性能测定.结果表明,微波辐射法合成氢化松香基季铵盐适宜反应条件为:反应时间75 min,微波功率500 W,反应温度80℃,反应物料配比1∶1∶1(物质的量比),产物酯化率为99.66％,阳离子表面活性物质量分数为82.24％.产物的临界胶束浓度(CMC)为9.83 × 10-4 mol/L,表面张力为35.7 mN/m,乳化力为20 min,泡沫力为225 mm,泡沫稳定性为175 mm,Krafft点＜0℃,亲水亲油平衡值(HLB值)为20.9.微波辐射法与常规加热法相比,反应时间比常规加热法缩短105 min.     

以脱羧腰果壳液制表面活性剂

采用天然植物油（脱羧腰果壳液CNSL）作为疏水基的，经由己二异氰酸酯与亲水基聚乙二醇在较为温和的条件下反应，制得了两亲性表面活性剂，表征了其表面性能。该类表面活性剂的三个样品的临界胶束浓度为0．35－0．5g/L，亲油亲水平衡点为15．5－16．0，浊点为70－80℃，临界胶束浓度下的表面张力（25℃）为28－35mN/m。该技术为腰果壳液的综合利用开辟了一条新的途径。     

麦草碱木质素的氧化降解及产物特性的研究(I)

对不同氧化条件下,麦草氧化碱木质素的分子质量、酸溶木质素含量、酚羟基、羧基、甲氧基含量、表面活性的变化进行了研究.研究表明,当用碱量较高(60%,30%)时,其分子质量均一化程度较高.加入H2O2后分子质量＞10 000的高分子组分含量明显下降,但用碱量较低(10%.5%)时则变化不大,说明在02/H202氧化时碱有着明显作用.对酸溶木质素含量来说,也呈现出这一规律.木质素经氧化后,酚羟基含量升高,而羧基、甲氧基含量下降.在高用碱量条件(60%、30%)下,氧化木质素的表面张力下降较大,添加H202后下降更为明显.当用碱量为60%、H202用量10%时,氧化木质素4%水溶液的表面张力可由原木质素的46.8 mN/m降至38 8 mN/m     

连接基性质对松香基季铵盐Gemini表面活性剂的活性影响

以四甲基乙二胺及三乙烯二胺为连接基制备了两种松香基季铵盐Gemini表面活性剂Ⅰ与Ⅱ,经表面活性分析:Ⅰ与Ⅱ的CMC值分别为1.42×10-4、9.7×10-4 mol/L,γCMC为36.69、43.41 mN/m;乳化时间为16、10 min;降低表面张力的效率(pc20)计算值为4.2、3.2;HLB计算值皆约为14.45;Ⅰ与阴离子相溶性好,Ⅱ与阴离子相溶性较差.由实验分析结果探讨了连接基性质对松香基季铵盐Gemini表面活性剂的影响,结果表明:以柔性链为连接基的松香基季铵盐Gemini表面活性剂Ⅰ的活性优于以刚性链为连接基的松香基季铵盐Gemini表面活性剂Ⅱ.     

糠醛渣/木薯渣混合底物同步糖化发酵转化乙醇研究

研究了糠醛渣(FR)经不同强度绿液-过氧化氢预处理脱木质素后,与木薯渣(CR)混合进行同步糖化发酵生产乙醇,通过改变原料底物浓度、纤维素酶用量和添加无患子表面活性剂来优化混合底物同步糖化发酵条件,并分析了发酵过程中乙醇和副产物的浓度变化。结果表明,在糠醛渣预处理条件为:底物质量浓度5g/L、温度80℃、H_2O_2用量为0.6g/g、绿液用量为2mL/g(以糠醛渣计)预处理时间3h,在此条件下糠醛渣木质素脱除率可达56.5%。同步糖化发酵产乙醇条件为无患子皂素表面活性剂添加量0.5g/L,纤维素酶用量12FPU/g,纤维二糖酶用量15IU/g,预处理后的糠醛渣与木薯渣混合作底物(质量比为2∶1),底物质量浓度200g/L时,发酵120h最终乙醇质量浓度可达56.6g/L,乙醇得率为86.3%。同步糖化发酵过程中添加无患子皂素表面活性剂不仅降低了纤维素酶用量,还可延缓副产物乳酸的形成,减小甘油生产波动。     

麦草碱木质素的氧化降解及产物特性的研究(Ⅰ)

对不同氧化条件下 ,麦草氧化碱木质素的分子质量、酸溶木质素含量、酚羟基、羧基、甲氧基含量、表面活性的变化进行了研究。研究表明 ,当用碱量较高 (60 % ,30 % )时 ,其分子质量均一化程度较高 ,加入H2 O2 后分子质量 >10 0 0 0的高分子组分含量明显下降 ,但用碱量较低(10 % ,5 % )时则变化不大 ,说明在O2 /H2 O2 氧化时碱有着明显作用。对酸溶木质素含量来说 ,也呈现出这一规律。木质素经氧化后 ,酚羟基含量升高 ,而羧基、甲氧基含量下降。在高用碱量条件 (60 %、30 % )下 ,氧化木质素的表面张力下降较大 ,添加H2 O2 后下降更为明显。当用碱量为60 %、H2 O2 用量 10 %时 ,氧化木质素 4 %水溶液的表面张力可由原木质素的 4 6.8mN/m降至 38.8mN/m。     

3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵的制备及其表面活性研究

以环氧氯丙烷(ECH)和脱氢枞胺(DHA)为基本原料,首先通过Eschweiler-Clarke反应使DHA转化为N,N-二甲基脱氢枞胺(DMDHA),再用DMDHA和盐酸作用生成的盐酸盐与ECH。经季铵化反应合成3-氯-2-羟丙基二甲基脱氢枞基氯化铵(CHPDMDHA),并表征其结构,测定产物中CHPDMDHA含量,研究其表面活性。结果表明,CHPDMDHA相对于纯化后DHA的收率约在60%,离子色谱(IC)分析结果显示经乙酸乙酯/乙醇(体积比2.0∶1.0)构成的混合溶剂重结晶后的产物中CHPDMDHA质量分数为98.32%,表面张力测定显示25℃时产物的临界胶束浓度(cmc)为1.60×10-5mol/L,达到cmc时水溶液的表面张力(γcmc)为30.38mN/m,能够达到的最低表面张力值(γmin)为27.4 mN/m。     

漆酚基乳化剂(UE8)的制备及性能研究

由漆酚(U)、环氧氯丙烷(ECH)合成活性中间体--漆酚基缩水甘油醚(UDE),再由UDE与聚乙二醇800 (PEG 800)合成漆酚基乳化剂(UE8).用红外光谱对UE8的结构进行表征,用吊片法测定UE8水溶液的表面张力.结果表明,UE8显著降低了水溶液的表面张力,不同条件下合成的UE8临界胶束浓度(CMC)为1.6～7.9 g/L,达到临界胶束浓度时的表面张力(25 ℃)为36.4～41.2 mN/m.UE8与 5% PVA-124溶液按一定比例复配后,可制备稳定的水包油(O/W)型生漆乳液,制得的生漆乳液粒子的尺寸小于 1 μm.     

松香基聚氧乙烯胺型双子表面活性剂的合成及性能研究

脱氢枞胺经N-烷基化反应合成N,N'-二脱氢枞基-α,ω-丙二胺,再与溴代聚乙二醇单甲醚经N-烷基化反应制备了4种不同分子质量的N,N'-二聚乙二醇单甲醚-N,N'-二脱氢枞基-α,ω-丙二胺松香基聚氧乙烯胺型双子表面活性剂RPG550、RPG1000、RPG2000和RPG5000。通过FT-IR和1H NMR对产物进行了结构表征,并对其临界胶束浓度(CMC)及其表面张力(γcmc)、对松节油/水体系或液体石蜡/水体系的乳化能力、抑泡及消泡能力进行了研究。研究结果表明:RPG550、RPG1000、RPG2000、RPG5000的CMC值分别为1.00×10-3、9.75×10-4、5.25×10-4、1.90×10-4mol/L,γcmc值分别为26.4、27.5、22.8、22.2 mN/m,都低于市售表面活性剂壬基酚聚氧乙烯醚TX-10的相应值(CMC值2.03×10-3mol/L,γcmc值31.6 mN/m);其对松节油/水体系以及液体石蜡/水体系有较好的乳化能力,并有明显的抑泡能力和一定的消泡能力,抑泡能力明显好于TX-10。     

低浓度乙酸预处理玉米芯的工艺研究

以脱除木质素,降解半纤维素为木糖,提高纤维素酶解得率为目的,研究了低浓度乙酸预处理玉米芯的效果,考察了乙酸质量分数、预处理温度和时间对预处理的影响。研究结果表明:质量分数5%乙酸预处理玉米芯可以脱除大部分的半纤维素和少部分木质素,预处理后的玉米芯具有较好的水解效果。低浓度乙酸预处理玉米芯最优条件为:预处理温度160℃,保温时间60 min,乙酸质量分数5%,固液比1∶8(g∶mL)。在此条件下,玉米芯固体渣回收率为53.75%,固体渣中纤维素保留率93.17%,半纤维素脱除率87.36%,木质素脱除率25.04%,预处理液中木糖质量浓度15.56 g/L。预处理后的玉米芯固体经72 h酶解,酶解得率为92.69%。     

一种含长联接链的松香基双子表面活性剂的合成与性能分析

以歧化松香为原料,经过酯化和季铵化反应,合成得到一种含长联接链的松香基双子表面活性剂(简称R-D-12-D-R)。通过表面张力法、尼罗红荧光探针法和流变方法等研究了该表面活性剂的表面活性和流变行为。结果表明,该表面活性剂的临界胶束浓度(c_(mc))为0.11 mmol/L,临界胶束浓度处对应的表面张力(γ_(cmc))为36.4m N/m,使水的表面张力下降20 m N/m时所对应的表面活性剂浓度的负对数(pC_(20))为1.70,表现出很好的表面活性与聚集能力。随着表面活性剂浓度的增加,乳状液的液珠粒径也越来越小,乳状液也更加稳定,浓度大于0.10 mmol/L的乳状液在放置7 d以上依然可以保持稳定,这说明R-D-12-D-R还具有良好的稳定乳液的能力。R-D-12-D-R在溶液中可以自组装形成蠕虫胶束,使溶液表现出显著的黏弹性。在测试的振荡频率范围内,体系的弹性模量(G')始终大于黏性模量(G″),表现出溶液具有显著的弹性特征。     

Bola型表面活性剂磺化脱氢松香酸二钠盐的表面化学性质

以脱氢松香酸为原料,经磺化、中和反应合成了一种非对称Bola型表面活性剂磺化脱氢松香酸二钠盐(DSDA),利用FT-IR、1H NMR及MS对目标产物结构进行确证,采用表面张力法确定了DSDA在303.0K、pH值为10.5时的临界胶束浓度(CMC),考察了其在不同NaCl浓度(0～0.50mol/L)下的表面活性.结果表明,DSDA溶液表面张力-浓度曲线出现了一个转折点;一定温度下,随着NaCl浓度的增大,DSDA溶液CMC从25mmol/L降至3.83mmol/L,表面极限吸附量(Г∞)下降,最低表面张力(γCMC)基本不受影响.     

木质素基表面活性剂对玉米秸秆纤维素酶水解的促进作用

木质素是影响木质纤维原料酶水解的关键因素。本研究通过聚乙氧基接枝修饰制备木质素基表面活性剂,并探究其对预处理玉米秸秆纤维素酶水解的影响机制。结果表明,木质素基表面活性剂对蒸汽爆破预处理玉米秸秆酶水解有显著的促进作用。木质素基表面活性剂的最适添加量为0025 0 g/g(以纤维素计)。在最适添加量下,碱木质素基表面活性剂及醇溶木质素基表面活性剂使得蒸汽爆破预处理玉米秸秆72 h酶水解得率分别提高了275%和281%。与此同时,72 h酶水解液中外切葡聚糖酶酶活力分别提高了493%和410%;β-葡萄糖苷酶酶活力分别提高了196%和137%。说明木质素基表面活性剂可减少纤维素酶的无效吸附,从而起到对酶水解的促进作用。     

O/W型山苍子精油微乳的制备及其性能研究

通过加水法制备山苍子精油微乳,单因素试验考察了不同的表面活性剂、助表面活性剂、表面活性剂与助表面活性剂的质量比(Km)以及制备温度对山苍子精油微乳形成的影响,再通过正交试验,得到水包油(O/W)型山苍子精油微乳的最佳制备条件为:曲拉通X-100(Triton X-100)为表面活性剂,无水乙醇为助表面活性剂,Km值为1...     

碱木质素聚乙氧基接枝共聚物表面特性对纤维素酶糖化效率的影响

以碱木质素(AL)与聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDE)为原料,于80℃和150 r/min条件下,反应2 h,制备碱木质素-聚乙氧基接枝共聚物(PEGDE-AL),研究其对纤维酶的非生产性吸附性能和酶糖化效率的影响机制。X射线光电子能谱(XPS)、Zeta电位滴定和接触角测试的结果表明,碱木质素经过聚乙氧基接枝共聚改性后,表面元素组成发生了较大变化,氧元素与碳元素的比率由0.28增至1.56;表面正电荷数目降低,亲水性能增强,使得纤维素酶与PEGDE-AL间吸附结合力较纤维素酶与AL间结合力降低了57%,酶蛋白与底物间的非生产性吸附能力下降。在水解体系中分别添加质量浓度为4 g/L的AL和PEGDE-AL,PEGDE-AL和微晶纤维素72 h的葡萄糖得率为50.67%,较碱木质素和Avicel水解体系72 h的葡萄糖得率增加了41.14%,且上清液中游离蛋白的质量分数增加了1.56倍。碱木质素经过聚乙氧基接枝共聚后,显著减弱了对纤维素酶的无效吸附,该研究结果可为优化现有的预处理技术提供理论基础。     

松香基季铵盐双子表面活性剂的合成及分析

松香（酸值170．54mgKOH／g）与环氧氯丙烷反应,合成中间产物3-松香酰氧基-2-羟丙基氯,再与四甲基乙二胺反应,制备了松香基季铵盐双子表面活性剂（GSRP）;用FT—IR对产物结构进行了鉴定,并对其性能进行分析。研究结果表明：中间产物3-松香酰氧基-2-羟丙基氯的酯化率为99．18％;GSRP的合成反应条件为：摩尔比2.2：1（n中间产物：n-四甲基乙二胺）,温度85℃,时间20h,产物得率为76．70％,纯度为96．10％;GSRP的分水时间为16min;临界胶束浓度为1．42×10^-4mol／L,表面张力为36．69mN／m：发泡力为200mm。泡沫稳定性好。     

疏水改性羧甲基纤维素及其在废纸脱墨中的应用

以DMAc为溶剂,三乙胺为缚酸剂,十二酰氯为反应试剂,对羧甲基纤维素进行疏水改性,制备表面活性剂十二烷基酯化的羧甲基纤维素(CMC-R)。羧甲基纤维素与十二酰氯的质量比为1∶0.4,反应最佳温度为60℃,时间5 h。将合成的纤维素基表面活性剂CMC-R应用于旧新闻纸(ONP)脱墨,结果表明,单独使用CMC-R能提高废纸浆白度2.2%(ISO),纸浆的残余油墨量减少457.66 mm2/m2,减少了29.4%。而CMC-R与非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)复配后,白度较CMC-R单独使用提高2.13%(ISO),残余油墨量减少3.18%。