超声波处理对麦草碱木质素结构特性的影响

采用超声波作用于麦草碱木质素,探讨了超声波对碱木质素的活化作用,用化学法对超声波作用前后碱木质素官能团进行了定量测定,用凝胶色谱(GPC)测定了木质素相对分子质量的变化,用1H NMR光谱对化学结构进行了分析.结果表明超声波可以显著提高碱木质素酚羟基和醇羟基含量,当作用时间20min、作用功率200W、液料质量比1001时,醇羟基含量从1.99 mmol/g上升为4.14 mmol/g,酚羟基含量从1.88 mmol/g上升为2.54 mmol/g,羧基含量从0.59 mmol/g下降为0.29 mmol/g,羰基含量从2.16 mmol/g上升为2.68 mmol/g.1H NMR分析表明,愈创木基和紫丁香基峰面积与总峰面积的比值分别从3.61%和0.77%下降为0,甲氧基峰面积与总峰面积的比值从11.50%下降为8.90%.数均分子质量(Mn)和重均分子质量(Mw)分别从1 179和10 250上升为5031和11605,分散度(Mw/Mn)从8.69下降为2.31.     

麦草碱木质素基环氧树脂的合成

以麦草碱木质素为原料,在碱性条件下,与环氧氯丙烷发生反应,生成木质素基环氧树脂,采用红外光谱对其结构进行定性分析,通过盐酸—丙酮测定环氧当量对其进行定量分析。考察了环氧氯丙烷的量,氢氧化钠的用量,反应温度和反应时间对环氧当量值的影响。单因素试验结果得出合成环氧树脂的条件为:环氧氯丙烷与碱木质素的质量比为12∶1,每克木质素用氢氧化钠(质量分数20%)5mL,反应温度80℃,反应时间3h。此时环氧值最大,为0.3623。     

甲醛交联麦草碱木质素-聚乙烯醇反应膜的制备及其性能研究

过甲醛交联麦草碱木质素与聚乙烯醇(PVA)后采用流延法制备了麦草碱木质素-PVA 反应膜,考察甲醛用 量对反应膜力学性能的影响,并采用SEM、TG、DTG 等方法予以表征,检测膜的力学性能、热性能、对紫外光的吸收 性能、透气性能和耐溶剂性能。结果表明:甲醛加入量为3. 0% 时,麦草碱木质素-PVA 反应膜的拉伸强度为21.81 MPa,断裂伸长率为682%;表面和断面较为均匀平整;最剧烈分解温度约为300 ℃,465 ℃时残重率约为7.8%,均 比PVA 膜高,热稳定性增强;麦草碱木质素-PVA 反应膜对200 ~500 nm 光有较强的吸收,具有抗紫外线辐射性能; 氮气透气率为2.696 x10 -7 m3 / (m2dkPa),远高于PVA 膜;溶于水和乙酸等极性溶剂,几乎不溶于异丙醇、四氯 化碳和石油醚等弱极性溶剂。      

碱木质素-聚氨酯泡沫功能材料的制备、表征及性能

粗碱木质素经化学处理得到精制碱木质素,精制碱木质素作为醇羟基物料与异佛尔酮二异氰酸酯通过一次发泡法合成制备碱木质素-聚氨酯泡沫功能材料(RPUF),通过红外光谱(IR)表征产物结构,分析异氰酸酯指数、发泡剂、催化热及泡沫稳定剂用量对RPUF产率的影响,并考察了RPUF材料的热性能.结果表明:成功合成RPUF功能材料,聚乙二醇(PEG 400)、异佛尔酮二异氰酸酯、甲基硅油、辛酸亚锡和正戊烷用量及异氰酸酯指数均影响最终产物得率;替代聚乙二醇的碱木质素比例不同,合成制备RPUF的吸水率、热学性能表现相异;合成反应中碱木质素添加剂量范围为10％～15％时,合成碱木质素-聚氨酯泡沫功能材料的各项参数符合工业生产要求.本研究可为充分利用粗碱木质素制备相关功能材料提供有益参考.图5表3参19     

碱木质素接枝丙烯酸钠共聚物的分离初探

以K2S2O8-Na2S2O3复合体系引发碱木质素和丙烯酸钠接枝共聚,研究了碱木质素接枝丙烯酸钠共聚物的分离方法.结果表明,采用酸析离心工艺能有效地分离接枝共聚物,而且在中和度105%～115%、转速6000 r/min下,离心9 min即可达到均聚物与共聚物的良好分离,红外光谱证实分离产物为接枝共聚物.     

谷氨酸—木质素吸附剂的制备及对Pb~(2+)的吸附性能

以碱木质素、谷氨酸钠及甲醛为原料,依据Mannich反应制备谷氨酸-木质素吸附剂(GA-L).采用FT-IR和凯氏定氮表征其化学结构,并分析了吸附时间、吸附剂用量、pH值及反应温度对Pb2+吸附性能的影响.研究结果表明,谷氨酸已接枝到木质素上,产物氮质量分数为2.62%;GA-L在3h达到饱和状态,最佳吸附剂用量为0.2g/L;对酸性介质中的Pb2+具有良好的吸附性能,吸附容量随初始重金属离子质量浓度和温度的增加而增大;引入的胺基和羧基明显提高了木质素的络合能力,GA-L对Pb2+的吸附容量可达87.28mg/g,与未改性木质素(35.07mg/g)相比提高了148.87%.25℃时初始Pb2+质量浓度在20～200mg/L范围内,吸附规律符合Langmuir平衡模型,吸附机理以单分子层化学吸附为主.     

碱木质素与油页岩共热解特性及动力学分析

通过油页岩与碱木质素的热解不但可以得到丰富的轻质气体,也存在着有害的含芳环结构化合物以及酚类化合物等物质,通过二者的共热解意在减小有害物质的生成,提高气产率。选取不同工况下碱木质素与油页岩进行共热解试验,并通过2种Model free动力学分析法对该混合试样进行拟合分析。结果表明:5个试样的失质量峰整体都具有相同的规律。油页岩与碱木质素的热解峰有叠加,具备协同的条件。碱木质素添加量为80%的混合试样对气产率存在抑制作用,其余混合比都使气产率增加。基于FTIR的检测,混合比对二者的共热解产量影响的研究中表明,向油页岩中添加80%的碱性木质素,可以减少芳环结构化合物与酚类化合物的生成。但对于H2O、CO、CO2、CH4的累积产量并未产生明显的影响。不同升温速率的试样中,芳环结构化合物、CO2、CH4的累积产量与升温速率和温度成正比,H2O、CO、苯酚类化合物则不同。通过2种Model free法对该试验数据进行拟合且效果较好,证明了该反应机理的复杂性。     

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。     

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。     

聚乙烯醇——碱木质素发泡材料的制备与性能

为改善发泡材料存在的力学性能较差、成本高的现状,同时增加碱木质素的利用率,制备高性能的发泡材料,以聚乙烯醇(PVA)和碱木质素为原料,甲醛为交联剂,采用无机发泡原理,制备了聚乙烯醇--碱木质素发泡材料(PLFM),并测定其相关性能。结果表明:相对于PVA用量,碱木质素质量分数为33%、甲醛4/5(mL/g)、硫酸6/5(mL/g),固化温度为120℃时制备的发泡材料拉伸强度最大为25.91MPa,比纯聚乙烯醇泡沫材料的4.32MPa有了显著提升。不同聚合度PVA制备发泡材料:PVA0588聚合度较低,无法形成泡体;PVA1788-PLFM和PVA2488-PLFM相比,PVA2488-PLFM具有更好的拉伸强度,而且表观密度及吸水倍率更小。FTIR显示碱木质素与PVA均发生交联,大多发生在苯环5位上,与PVA2488交联效果好。SEM显示PVA2488-PLFM具有更好的孔隙结构。热分析中,DSC显示PVA1788-PLFM中有填充剂存在的木质素,PVA2488-PLFM中没有,表明PVA2488-PLFM的生物相容性好;TG和DTG显示,PVA2488-PLFM热失重最剧烈时温度为379℃,高于PVA1788-PLFM的360℃,但800℃时失重率为95.94%高于PVA1788-PLFM的80.13%,说明PVA2488-PLFM耐热性好,且易热降解。综上,PVA2488-PLFM的性能更佳。