乙酰化处理对樟子松木材耐光性和热稳定性的影响

【目的】探讨乙酰化处理对人工林木材耐光性和热稳定性的影响,为木材颜色调控技术及高耐光染色木材的研发提供理论依据。【方法】以樟子松木粉为试样,加入乙酸酐和二甲苯溶液,在120℃条件下分别反应5,10,20,40,60 min,测试乙酰化处理时间对木粉增重率的影响;分别称取1 g经不同时间乙酰化处理的木粉和未处理木粉,置于 UV老化试验箱内辐射100 h,利用红外光谱分析 UV辐射前后乙酰化木粉化学官能团的变化,通过热重和扫描电镜分析乙酰化木粉的热稳定性及其形貌变化。【结果】随着乙酰化处理时间的延长,樟子松木粉的增重率呈现先增加后降低的趋势,在处理40 min 时木粉增重率最大;乙酰化木粉在1741 cm －1和1385 cm －1处的CO,C—H特征吸收峰强度均大于原木粉,处理时间40 min 时木粉的吸收峰强度最大;UV 辐射后,乙酰化木粉在1508 cm －1处木质素苯环特征吸收峰强度明显大于原木粉,处理时间40 min 时木粉的吸收峰强度最大,表明木粉经乙酰化处理后光稳定性得到提升;热重分析显示,经乙酰化处理后,木粉热分解所需的温度明显提高,表明乙酰化木粉的热稳定性好于原木粉;扫描电镜分析表明,乙酰化处理可增强木粉微观构造抵抗光劣化的能力。【结论】乙酰化处理能有效抑制樟子松木材的光降解反应并提升其热稳定性。     

玉米秸秆基吸油材料的制备与表征

以玉米秸秆(RCS)为原料,经氨水预处理得预处理玉米秸秆(PCS),再经乙酸酐酯化改性制备改性玉米秸秆(ECS)吸油材料,并考察不同酯化条件对产物吸油性能的影响。结果表明:RCS、PCS(预处理6 h)对0~#柴油的吸收倍率分别为1.90和4.43 g/g;以冰乙酸为溶剂,冰乙酸与乙酸酐质量比为1∶1,秸秆与冰乙酸-乙酸酐混合液的质量比为1∶15,催化剂浓硫酸用量为4.5%(以秸秆质量计),反应温度为110℃条件下,酯化反应5 h所得改性产物ECS的吸油率可达9.03 g/g,且ECS疏水性和漂浮性能均得到显著改善。采用XRD、FT-IR、SEM和BET等方法对预处理前后及酯化改性后秸秆进行了分析与表征。结果表明:酯化反应已顺利进行,酯化改性后秸秆呈非晶态,ECS呈均匀的介孔结构,介孔及粗糙表面的出现提高了材料的吸油率和漂浮性能。     

不同材料增强苄基化木粉复合材料的制备

研究了球磨胡桑木粉苄基化改性后的增重率与材料热塑性以及力学性能的关系。随着增重率的增加,即胡桑木粉苄基化反应程度的提高,产物的热塑性变好,但材料的拉伸强度和弯曲强度增加到一定程度后,反而随着增重率的增加而下降。以胡桑木粉苄基化产物为基体,分别以球磨胡桑木粉、蒙脱土为增强材料进行共混制备复合材料,探讨增强材料与木粉苄基化产物基体的质量比对复合材料力学性能的影响。试验结果表明,复合材料的力学性能优于胡桑木粉苄基化产物,其拉伸强度和弯曲强度随增强材料质量分数的增加而先增加后降低。     

木材液化及其在聚氨酯胶黏剂上的应用研究

通过考察木粉在催化剂存在下的加溶剂液化,确定了木粉液化的最佳工艺条件,即:温度160℃,m(苯酚)∶m(木粉)为5∶1,催化剂用量1.2 mmol/g,反应时间60min,残渣率降至3.5%.并发现随着反应时间的延长,液化物出现再凝聚的残渣.利用液化产物制备了聚氨酯胶黏剂,拉伸剪切强度达5 MPa,达到应用要求,为今后的工业化生产提供了依据.     

异长叶烯酮磺酸的合成及其催化性能北大核心CSCD

以异长叶烯酮为原料,以浓硫酸为磺化剂,合成异长叶烯酮磺酸(IFSA),并以二丙二醇甲醚(DPM)和乙酸(HAc)的酯化反应为模板,探索了IFSA对酯化反应的催化性能。采用GC、GCMS、FT-IR、HPLC、~1H NMR、^(13)C NMR、X射线单晶衍射等分析手段对合成产物进行了定性和定量分析,对产物的结构也进行了表征。异长叶烯酮磺化反应过程中,研究了加料顺序、浓硫酸用量、反应温度、乙酸酐用量等对磺化反应的影响,异长叶烯酮适宜的磺化条件为:n(异长叶烯酮)∶n(浓硫酸)为1∶1.4,以乙酸酐为溶剂,m(异长叶烯酮)∶m(乙酸酐)为1∶2.0,反应温度40℃。在此条件下反应40 min异长叶烯酮磺酸得率为82.36%。以DPM与HAc酯化反应为模板,实验结果表明IFSA的催化效果优于其他催化剂;研究了IFSA用量、反应温度、反应时间、环己烷用量等对酯化反应的影响,确定了适宜的酯化工艺条件:以0.1 mol的二丙二醇甲醚为基准,当n(DPM)∶n(HAc)为1∶1.5,m(IFSA)∶m(DPM)为0.045∶1,环己烷用量24 L,反应温度90℃,反应时间6 h。在此反应条件下,二丙二醇甲醚乙酸酯(DPMA)得率为96.69%,催化剂IFSA重复利用3次时,DPMA得率还能达到90.07%。     

异长叶烯酮磺酸的合成及其催化性能

以异长叶烯酮为原料,以浓硫酸为磺化剂,合成异长叶烯酮磺酸(IFSA),并以二丙二醇甲醚(DPM)和乙酸(HAc)的酯化反应为模板,探索了IFSA对酯化反应的催化性能。采用GC、GCMS、FT-IR、HPLC、~1H NMR、~(13)C NMR、X射线单晶衍射等分析手段对合成产物进行了定性和定量分析,对产物的结构也进行了表征。异长叶烯酮磺化反应过程中,研究了加料顺序、浓硫酸用量、反应温度、乙酸酐用量等对磺化反应的影响,异长叶烯酮适宜的磺化条件为:n(异长叶烯酮)∶n(浓硫酸)为1∶1.4,以乙酸酐为溶剂,m(异长叶烯酮)∶m(乙酸酐)为1∶2.0,反应温度40℃。在此条件下反应40 min异长叶烯酮磺酸得率为82.36%。以DPM与HAc酯化反应为模板,实验结果表明IFSA的催化效果优于其他催化剂;研究了IFSA用量、反应温度、反应时间、环己烷用量等对酯化反应的影响,确定了适宜的酯化工艺条件:以0.1 mol的二丙二醇甲醚为基准,当n(DPM)∶n(HAc)为1∶1.5,m(IFSA)∶m(DPM)为0.045∶1,环己烷用量24 L,反应温度90℃,反应时间6 h。在此反应条件下,二丙二醇甲醚乙酸酯(DPMA)得率为96.69%,催化剂IFSA重复利用3次时,DPMA得率还能达到90.07%。     

小麦秸秆加压液化制备乙酰丙酸乙酯

以小麦秸秆为原料,浓硫酸为催化剂,乙醇为溶剂进行液化实验,分析了液化产物的组成,考察了不同条件对目标产物乙酰丙酸乙酯(EL)得率及液化率的影响。结果表明:在浓硫酸用量10%、反应温度190℃、反应时间60 min,液固比为18∶1(g∶g)条件下,小麦秸秆的液化效果较好,液化率为75%,此时EL的得率为18.11%;经红外光谱分析可知秸秆在反应过程中发生降解;液体产物中包含醛、酮、酯、酚、酸类等多种含氧化合物,纤维素降解生成葡萄糖、葡萄糖苷、乙氧基甲基糠醛等中间产物,并最终转化为乙酰丙酸乙酯。     

球磨对胡桑木粉可及度影响的研究

为了提高木粉改性反应时试剂对木粉的可及度,采用行星式球磨机对胡桑木粉进行球磨预处理,研究了干磨、加水湿磨以及球磨时间对木粉的粒度、结晶度和可及度的影响。研究结果表明:胡桑枝条木粉干磨4 h粒度达到最低值,中位径(D50)为8.982μm,纤维素结晶度明显降低;4 h后由于发生团聚现象,粒度反而随球磨时间延长而增大,结晶度不再变化;干磨木粉的粒度越小,木粉的可及度越高。湿磨时,由于水的分散阻聚作用,粒度随球磨时间的延长逐渐减小,球磨12 h原料D50达到4.357μm;木粉湿磨后不同干燥方式对木粉的结晶度和可及度影响很大:湿磨木粉经烘箱干燥后的结晶度显着高于冷冻干燥的;烘箱干燥的湿磨木粉可及度比未球磨木粉小,且随湿磨木粉粒度的减小而降低;冷冻干燥的湿磨木粉可及度与未球磨木粉相比明显提高,而且高于干磨时间相同的木粉。     

无催化条件下乙酰化杨木的工艺与性能

采用纯乙酸酐为处理液,在无催化剂条件下,分析反应温度和反应时间对乙酰化杨木增重率和反应速率的影响,并测试乙酰化杨木的性能.结果表明:随反应时间的延长和反应温度的升高,乙酰化杨木的增重率增大,密度略增,抗胀率增大,吸湿率减小;乙酰化对杨木弹性模量和抗弯强度的影响不显著.红外光谱分析表明,乙酰化木材中亲水性的羟基被乙酰基所取代,形成巯水性基团酯基,从而提高处理木材的尺寸稳定性.     

农作物秸秆加压液化制备乙酰丙酸乙酯及其分离初探

分别选取小麦、玉米和水稻等3种农作物的秸秆为原料,乙醇为溶剂,98%浓硫酸为催化剂,在反应压力2.25 MPa,反应温度200℃,催化剂用量5%,反应时间60 min和固液比1∶15(质量比)的条件下,进行加压液化的初步研究,对液化产物进行分析,并分离得到液化产物中的乙酰丙酸乙酯(EL)。结果显示:同等液化条件下,所选原料中小麦秸秆的液化效果最好;FT-IR、TG-DTG和SEM分析表明液化过程中小麦秸秆组分的结构发生改变和降解,液化产物的主要组分为EL,在水相的乙酸乙酯萃取液中EL的GC含量为52.61%;在蒸馏分离的过程中,EL的纯度可达92.71%,回收率达89.93%。     

路易斯酸催化莰烯异构酯化合成乙酸异龙脑酯的研究

以路易斯酸为催化剂催化莰烯与冰乙酸酯化制备乙酸异龙脑酯,通过催化剂筛选和反应条件的优化,获得了莰烯与冰乙酸酯化反应合成乙酸异龙脑酯的最佳反应条件,即:FeCl_3为催化剂,添加量为莰烯质量的10%,反应温度在25℃,反应时间2h,n(莰烯)∶n(冰乙酸)1∶3。在此条件下,采用含莰量94.9%的莰烯(莰烯84.8%,三环烯10.1%)为原料进行反应时,莰烯转化率接近99%,乙酸异龙脑酯选择性94%,乙酸异龙脑酯的平均产率88%。     

麦草催化热化学液化产物的组成分析

麦草和纤维素、木质素等原料分别在乙二醇反应介质中，以浓硫酸/苯酚为催化剂进行液化反应。分析了液化产物组成，探讨了液化过程中各成分的液化情况。实验表明：麦草中要木质素组分在酸性条件下酚化降解，生成一系列单体、二聚体和多聚体，纤维素则最终降解生成乙二醇缩-2-羰基戊酸乙酯。元素分析显示，麦草、碱木质素液化残渣主要成分为灰分，且灰分中主要成分为SiO2。残渣中碳的含量比原料有显著增加，显示原料在反应条件下发生炭化。测定了产物的相对分子质量分布，发现随着反应的进行，降解和缩合同时发生，从而导致相对分子质量分布变宽。     

丙烯腈/木粉接枝共聚物的合成及其水解物的吸附特性研究

以Fe^2 /H2O2作为引发剂，将丙烯腈和木粉进行接枝共聚，得到丙烯腈／木粉接枝共聚物（PANW），再经适度水解的方法合成阳离子交换树脂－羧基木粉。研究影响接枝共聚反应的各中因素和水解条件，并讨论羧基木粉对重金属和阳离子型染料的吸附特性。实验结果表明：（1）在适量引发剂（FeSO4.7H2O-1g)和适当温度（60℃）作用下，可得到较高接枝增量和接枝率的PANW；（2）在PANW的水解反应中，在碱性催化剂作用下，可得到羧基含量高的产物，但收率较低；而在酸性催化剂作用下，则得到羧基含量低的产物。但收率较高；（3）羧基木粉对阳离子型染料－碱性桃红的吸附容量与起始浓度有关，本实验中，羟基木粉对碱性桃红的吸附容量最高可达500mg/g，对Cu^2 的吸附容量最高可达39mg/g；（4）经0．3mol/L HCl再生4次后，羧基木粉对碱性桃红的吸附因子容量保持在440mg/g以上，在含有多种金属主子的溶液中，羧基木粉优先吸附Fe^3 等硬酸型离子。     

及其催化合成乙酸松油酯的研究

用几种稀土元素对单一型固体超强酸SO2-4/TiO2进行改性.结果表明,用Ce4 改性效果较好,且当Ce4 质量分数为7.5 %、经500 ℃焙烧3 h后催化剂SO2-4/TiO2-Ce4 的催化活性最佳,并用TEM、XRD和IR对其结构进行了表征.该改性催化剂属于纳米级材料,粒径为32 nm,粒度均匀.并以该固体超强酸SO2-4/TiO2-Ce4 为催化剂,松油醇和乙酸酐为原料合成乙酸松油酯.利用正交试验得到适宜的合成条件为:反应温度70 ℃、催化剂用量3 %、松油醇与乙酸酐物质的量之比为1∶1.5、反应时间6 h.在此条件下,松油醇转化率达99 %,产物中乙酸松油酯含量达90 %.与普通型固体超强酸进行比较,SO2-4/TiO2-Ce4 具有更高的催化活性和选择性.     

木粉粒度对有机木粉腻子性能的影响

利用木材加工剩余物为原料,加工300、500、800和1000目四种不同粒度的木粉,按一定比例与聚醋酸乙烯酯乳液和甲笨二异氰酸酯混合,制备木材底涂用有机木粉腻子,分析木粉粒度对腻子性能指标的影响.结果表明:在木粉腻子各原料配比确定情况下,500目木粉配制的有机木粉腻子,其涂饰性、附着力和外观等性能,优于其他粒度木粉配制...     

单宁酸制备没食子酸丙酯的工艺研究

采用单宁酸为原料,通过酯交换法制备没食子酸丙酯,探讨反应过程中催化剂、反应温度、反应时间等因素在合成过程中的影响。实验研究证明:以单宁酸和正丙醇为起始原料,合成过程选择浓硫酸为催化剂,其单宁酸∶正丙醇∶浓硫酸的质量比为1∶2∶0.2,反应时间为10 h,为较优的反应条件,产率为52.32%。产品经红外光谱、高效液相色谱、熔点检测,符合没食子酸丙酯的质量标准。     

杉木粉液化与液化产物树脂化的研究

以硫酸为催化剂、苯酚为液化剂采用溶剂热法对杉木粉进行液化,用杉木粉液化产物制备出酚醛树脂;考察了反应温度、反应时间、液比(苯酚-木粉的质量比)和催化剂用量对杉木粉液化效率的影响,并初步探讨了液化产物残渣率对所制酚醛树脂性能的影响。实验结果表明,杉木粉液化的最佳工艺条件是:反应温度160℃,液化时间12 h,液比值3,催化剂用量3%,在此条件下残渣率约为10%。液化产物残渣率的测定表明,升高反应温度、延长反应时间、增加液比和催化剂用量可以降低残渣率,提高液化效率;液比值为0.5~1.5时残渣率随液比增加而显著降低,催化剂用量为0.5%~2%时液化效率的变化明显。红外光谱结果表明,由液化产物所合成的酚醛树脂中羟甲基含量较高。液化产物残渣率低时制备的酚醛树脂残碳率较高。     

稀土元素改性SO_4~(2-)/TiO_2及其催化合成乙酸松油酯的研究

用几种稀土元素对单一型固体超强酸SO24-/TiO2进行改性。结果表明,用Ce4 改性效果较好,且当Ce4 质量分数为7.5%、经500℃焙烧3h后催化剂SO24-/TiO2-Ce4 的催化活性最佳,并用TEM、XRD和IR对其结构进行了表征。该改性催化剂属于纳米级材料,粒径为32nm,粒度均匀。并以该固体超强酸SO24-/TiO2-Ce4 为催化剂,松油醇和乙酸酐为原料合成乙酸松油酯。利用正交试验得到适宜的合成条件为:反应温度70℃、催化剂用量3%、松油醇与乙酸酐物质的量之比为1∶1.5、反应时间6h。在此条件下,松油醇转化率达99%,产物中乙酸松油酯含量达90%。与普通型固体超强酸进行比较,SO24-/TiO2-Ce4 具有更高的催化活性和选择性。     

木粉酯化改性制备生物基塑料

以胡桑枝条木粉为原料制备木质纤维类生物基塑料,木粉先经过球磨预处理后,在二甲亚砜(DMSO)分散介质中,以邻苯二甲酸酐(PA)为改性试剂,4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂对其进行酯化改性,并考察了反应温度、时间和试剂用量对改性产物质量增长率及材料力学性能的影响。研究结果表明,以木质纤维为原料,可以成功制备注塑级的生物基塑料,实现木质纤维原料全组分的高效利用。在最佳工艺条件下,经改性制备材料的质量增长率为98.8%,熔融指数0.903 g/min,其拉伸和弯曲强度分别达到24.1和41.9 MPa,具有较好的热塑性和力学性能。     

羟基化木本油脂的合成及其结构表征

以光皮树果油(WFO)和橡胶籽油(RSO)为原料,采用过氧乙酸法制备环氧化光皮树果油(EWFO)和环氧化橡胶籽油(ERSO),并以四氟硼酸为催化剂,乙二醇为羟基化试剂,对EWFO和ERSO进行羟基化改性制备羟基化光皮树果油(HWFO)和羟基化橡胶籽油(HRSO)。正交试验结果表明:EWFO的最佳制备工艺为WFO原料质量30 g,乙酸用量11 g,双氧水用量23 g,浓硫酸用量0.4 g,反应时间2 h,反应温度65℃,此条件下制备的EWFO的环氧值可达4.13%。以产物羟值为考察目标,对EWFO和ERSO羟基化条件进行优化,结果表明:m(乙二醇)∶m(ERSO)=3∶1,催化剂用量1%,90℃反应2 h的优化条件下,HRSO的羟值可达241.1 mg/g;催化剂用量1%,m(乙二醇)∶m(EWFO)=2∶1,100℃反应2 h的优化条件下,HWFO的羟值可达179.7 mg/g。FT-IR和1H NMR分析结果表明:在上述实验条件下,环氧化和羟基化反应均顺利进行,得到了相应的环氧化木本油脂和羟基化木本油脂。