木质素的改性及应用研究

论文摘要

源于绿色制造、绿色产品的理念,本文通过以造纸工业的副产品—木质素磺酸钠为原料的实验,设计合成了一种全新结构的改性木质素高分子,并且探讨了其应用性能。实验共分两部分:一、木质素磺酸钠接枝聚合反应研究本实验采用辐照方法将低分子量高活性聚异丁烯（HRPIB）接枝到木质素磺酸钠大分子上;利用AFM,IR,UV-Vis, XPS,DSC等分析手段对反应产物进行了表征;通过分析研究,可以确定木质素磺酸钠与HRPIB共混物之间发生的反应是接枝聚合反应;探讨了影响木质素磺酸钠接枝率的因素。实验证明接枝聚合反应在室温下就可以进行,辐照剂量一般约在5～30Mra,辐照加工时间为24h,接枝率在20%～50%之间。另外,在XPS分析过程中,发现辐照接枝聚合反应除了HRPIB与木质素磺酸钠的接枝聚合反应之外,还发生了脱甲氧基反应,甲氧基含量降低38.8%;同时有羰基生成,羰基含量增加25%。二、改性木质素磺酸钠应用研究以改性木质素磺酸钠为原料制备胶粘剂。研究了胶粘剂的粘性流动及其粘度变化。讨论了胶粘剂配方、接枝率、接枝体分子量对粘接强度的影响。改性木质素胶粘剂的粘接强度可达到1.7566MPa,符合了胶合板粘接的相关国家标准要求。探讨了木质素磺酸钠接枝聚合物絮凝能力。采用改性木质素磺酸钠处理玉米加工废水,COD去除率达到50%以上。讨论了投药量、接枝率、PH值对COD去除率的影响。总之,木质素与HRPIB的辐照接枝聚合反应是一种木质素改性的新方法,有利于更好的应用木质素这种天然可再生资源。更为重要的是该种改性方法无污染、无公害、不排放废物,是一种典型的绿色制造工艺。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 木质素文献综述
• 1.1 木质素
• 1.1.1 木质素的存在
• 1.1.2 木质素的化学结构
• 1.1.3 木质素—碳水化合物复合体（LCC）
• 1.2 木质素的物理性质
• 1.2.1 一般物理性质
• 1.2.2 木质素的相对分子质量及木质素分子的存在状态
• 1.2.3 木质素的溶解性
• 1.2.4 质素的热性质
• 1.3 木质素结构单元的化学反应性能
• 1.3.1 酚型结构单元
• 1.3.2 非酚型结构单元
• 1.4 木质素的一些特有性质
• 1.5 木质素的分离提取
• 1.6 木质素磺酸盐概述
• 1.6.1 木质素磺酸盐的结构
• 1.6.2 木质素磺酸盐的表面物化性能
• 1.6.3 木质素磺酸盐的应用研究进展
• 1.7 木质素的改性方法
• 1.8 研究的方向和内容
• 1.8.1 研究方向
• 1.8.2 研究内容
• 第二章 木质素磺酸钠接枝共聚物的制备及表征
• 2.1 引言
• 2.2 HRPIB 简介
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 实验材料和设备
• 2.3.2 木质素接枝聚合物的制备
• 2.3.3 凝胶含量测定
• 2.3.4 接枝率的测定
• 2.3.5 表面形貌分析
• 2.3.6 红外光谱分析
• 2.3.7 紫外光谱分析
• 2.3.8 XPS 分析
• 2.3.9 DSC 分析
• 2.3.10 热重分析
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 凝胶含量分析
• 2.4.2 表面形貌分析
• 2.4.3 红外光谱分析
• 2.4.4 紫外光谱分析
• 2.4.5 XPS 分析
• 2.4.6 DSC 分析
• 2.4.7 热重分析
• 2.4.8 辐照剂量和温度对接枝率的影响
• 2.4.9 HRPIB 对接枝率的影响
• 2.4.10 辐照时间对接枝率的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 接枝改性木质素磺酸钠的应用研究
• 3.1 接枝木质素磺酸钠胶粘剂的研究
• 3.1.1 引言
• 3.1.2 实验部分
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.1.4 小结
• 3.2 改性木质素磺酸钠絮凝剂的研究
• 3.2.1 引言
• 3.2.2 实验部分
• 3.2.3 结果与讨论
• 3.2.4 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢