高沸醇木质素的研究进展

高沸醇木质素是采用高沸醇溶剂法从植物原料中提取的木质素,具有纯度高、化学活性强等特点。介绍了高沸醇木质素的制备、结构以及应用基础研究的最新成果,尤其是高沸醇木质素环氧树脂、聚氨酯和聚合物改性材料方面的进展,展望了高沸醇木质素的应用前景。

高沸醇木质素及其衍生物对菠萝蛋白酶的吸附

通过曼尼希反应和室温相分离方法合成了高沸醇木质素胺和高沸醇木质素酚衍生物,并探讨了它们对菠萝蛋白酶的吸附特性.结果表明,引入了胺基和酚羟基的高沸醇木质素衍生物对菠萝蛋白酶的吸附性能有很大的提高,吸附能力为HBS木质素胺>HBS木质素酚>HBS木质素,而且吸附后的菠萝蛋白酶活性仍保持在较高的水平,高沸醇木质素衍生物有望成为菠萝蛋白酶的浓缩吸附剂或固定化的载体.

高沸醇木质素聚氨酯的合成及其性能

利用高沸醇（High Boiling Solvent，HBS）木质素替代部分聚醚二元醇直接与甲苯二异氰酸酯（TDI）合成聚氨酯。对木质素聚氯酯样片的力学性能和耐溶剂性能进行了研究，并进行了热重（TG）分析。结果发现，当w（木质素）〈10％时，聚氨酯有良好的弹性。而拉伸强度低于10MPa；w（木质素）=15％～25％时，聚氨酯的拉仲强度提高到16MPa或更高，其溶胀质量增加率降到84％以下；木质素聚氨酯的拉伸强度随n（NCO）／n（OH）值的增大而迅速增强；当w（木质素）〉30％时，无论n（NCO）／n（OH）值为多少都得到了硬、脆的聚氨酯；采用相对分子质量较低的聚醚二元醇合成的木质素聚氨酯的拉伸强度可提高到36MPa以上，其断裂伸长率并不明显降低．甚至在n（NCO）／n（OH）〈1．6时反而更高，而溶胀质量增加率则降到1．25％。热重（TG）分析表明，HBS木质素的引入提高了聚氨酯的耐热性，其400℃以下的分解百分率下降了12．94％。

新型橡胶助剂——高沸醇木质素的研制

采用1,4 丁二醇水溶液为溶剂的高沸醇溶剂法,从松木、稻草等原料制备纤维素与高沸醇木质素。使用上述原料,在190～220℃的1,4 丁二醇水溶液中蒸煮1～3h后,分离反应产物,得到固体纤维素与高沸醇木质素-丁二醇溶液。不溶于水的高沸醇木质素通过加水沉淀的方法,从反应后的液体混合物中分离。从松木和稻草制备沸醇木质素的得率分别大于25%和11%。从松木中提取的沸醇木质素的w(灰分)=0 6%,而传统造纸黑液制得木质素磺酸钙的w(灰分)=21 4%。沸醇溶剂法是一种节能、无污染的制备纤维素与木质素的好方法。高沸醇木质素具有较高的反应活性,可以与甲醛反应,形成木质素改性树脂。添加高沸醇木质素改性树脂可以改善NBR橡胶的性能,尤其是扯断伸长率从270%提高到540%,其改性效果优于木质素磺酸盐改性树脂(扯断伸长率330%)。沸醇木质素是一种新型的橡胶添加剂,有良好的应用前景。

高沸醇木质素对苯酚吸附的研究

采用4-氨基安替比林分光光度法测定苯酚的浓度,测定高沸醇木质素在不同浓度、不同温度和不同pH值的条件下吸附苯酚数据。结果表明,高沸醇木质素对苯酚的吸附量随着苯酚初始浓度的升高而升高,随着温度的升高而降低,随着pH值的升高而降低。高沸醇木质素和焦木素对苯酚的吸附比较表明,高沸醇木质素具有更好的吸附性能。利用高沸醇木质素的吸附性能处理含酚污水可以有效解决除酚问题,同时充分利用木质素资源。

高沸醇木质素环氢树脂-水泥砂浆复合材料的研制

高沸醇木质素具有较多的酚羟基,其化学反应活性较高,在室温下能代替双酚A与环氧氯丙烷直接反应生成木质素环氧树脂。利用水泥水化过程中产生的Ca(OH)2作催化剂,使高沸醇木质素与环氧氯丙烷发生环氧化反应,形成木质素环氧树脂-水泥砂浆复合材料,实验结果表明高沸醇木质素基环氧树脂对水泥砂浆有明显的增韧效果。

TiO_2光催化氧化降解高沸醇木质素的研究

高沸醇木质素是利用高沸醇溶剂(HBS)法制备纸浆过程中获得的木质素,具有较高的化学活性。在TiO2光催化条件下,研究紫外光降解高沸醇木质素的结构变化,通过紫外分光光度法测定溶液吸光度来判断不同因素条件下高沸醇木质素降解的程度,包括TiO2加入量、光照强度、光照时间、氧化剂用量等。对降解产物进行红外谱图和GC-MS分析,结果表明木质素本身具有复杂的结构形式,经过降解后可以得到香草醛、愈创木基衍生物等小分子物质。

高沸醇木质素胺对菠萝蛋白酶的吸附

利用高沸醇木质素与二甲胺的曼尼希反应合成高沸醇木质素胺并探讨它对菠萝蛋白酶的吸附特性。结果表明,高沸醇木质素胺对菠萝蛋白酶的吸附量比高沸醇木质素的吸附量更大,胺基对菠萝蛋白酶的吸附起重要作用,而且吸附后的酶活性仍保持在较高的水平,有望成为菠萝蛋白酶固定化的潜在载体。

高沸醇木质素甲氧基含量测定

不同方法制备得到的木质素产品,元素组成及官能团含量是不同的。高沸醇溶剂法制备得到的高沸醇(HBS)木质素与传统木质素相比,其理化性质有很大不同,元素及官能团也有很大差别。甲氧基是其中的一个重要体现。从测定HBS木质素的甲氧基含量可知,其值较磨木木质素小,但高于木质素磺酸钙。说明与传统木质素相比,HBS木质素的官能团保持较好。

环氧化高沸醇木质素对CR性能的影响

以环氧氯丙烷为改性剂制备环氧化高沸醇木质素(HBS木质素),探讨环氧化HBS木质素对CR性能的影响。结果表明,加入环氧化HBS木质素(4份),CR硫化胶的拉断伸长率大幅度增大,拉伸强度提高,定伸应力减小,拉断永久变形增大;采用按HBS木质素/环氧氯丙烷质量比为1∶3制得的环氧化HBS木质素,CR硫化胶的综合性能较好。

高沸醇木质素-季戊四醇改性松香树脂的合成

利用高沸醇木质素、季戊四醇合成松香改性树脂,测定了改性树脂的软化点、酸值、黏度、DSC-TGA曲线,并与原料松香进行比较。实验结果表明高沸醇木质素可以替代部分季戊四醇改性松香树脂,松香通过高沸醇木质素、季戊四醇的改性,产品的软化点、酸值、黏度以及耐热稳定性得到改善。研究结果还表明用高沸醇木质素制备松香改性树脂比木质素磺酸钙效果更好。

高沸醇木质素与丙烯酰胺接枝共聚的研究

研究了以H2O2和FeSO4.7H2O为引发剂,高沸醇木质素与丙烯酰胺的接枝共聚反应,探讨了木质素与丙烯酰胺的质量比、H2O2和FeSO4.7H2O的用量、反应温度、反应时间对产率和接枝效率的影响,用红外光谱分析了反应产物的结构。确定的反应条件为:丙烯酰胺∶木质素(质量比)=2～4,H2O2 6%～14%,FeSO4.7H2O 1%～2%,温度40～50℃,反应时间4 h。产率可达90%以上,接枝效率80%以上,高沸醇木质素和丙烯酰胺的接枝效果良好,进一步证明高沸醇木质素具有较高的化学活性。

高沸醇木质素环氧树脂的合成与性能研究

利用高沸醇木质素的化学活性,直接与环氧氯丙烷反应,生成木质素环氧树脂和木质素改性双酚A型环氧树脂,用环氧值、红外光谱、TGA和DSC等对树脂进行表征,并与未改性的双酚A型环氧树脂进行对比。结果表明,高沸醇木质素很容易合成木质素环氧树脂,其最佳合成条件是:n(ECH)∶n(-OH)=8,温度55～60℃,碱浓度为5%;高沸醇木质素环氧树脂能显著提高环氧树脂的耐溶剂性和耐热性。

高沸醇木质素合成浇注型聚氨酯弹性体

利用高沸醇木质素(HBSLignin)溶解于不同分子量聚乙二醇(PEG)与甲基二异氰酸酯(TDI)合成了浇注型聚氨酯(CPU)弹性体。力学性能测试、耐溶剂性实验表明,聚氨酯中高沸醇木质素用量的增加会提高其硬度、拉伸强度和耐溶剂性能,但拉断伸长率有所降低;采用较低分子量(600)的聚乙二醇溶解高沸醇木质素对聚氨酯的性能有较明显提高,可以制备具有适当的硬度、较高的拉伸强度和拉断伸长率,以及较好的耐溶剂性能的聚氨酯。利用TG、DSC测定了聚氨酯的热性能,结果发现,高沸醇木质素可以提高聚氨酯的热稳定性,其硬段、软段的初始分解温度都有所提高,500℃以下的分解质量百分率随着木质素用量的增大显著减少。

高沸醇木质素改性丁腈橡胶

高沸醇(HBS)木质素是用高沸醇溶剂法从松木、稻草中提取的一种新型的环保材料。研究了HBS木质素羟甲基化改性后共沉物对NBR补强效果的影响。由产物的红外光谱可知,HBS木质素的羟甲基化是可以进行的。试验结果表明,添加HBS木质素能改善NBR的性能,尤其是拉断伸长率有明显的提高,还有良好的耐老化性能,明显优于炭黑。

高沸醇木质素残留糖分的分析

采用DNS(3,5-二硝基水杨酸)比色法与直接滴定法测定高沸醇木质素中残留糖分的含量。这两种分析方法的可靠性通过测试已知残留糖含量的木质素磺酸钙试样得到证实。实验结果表明,上述两种方法所测得的同类高沸醇木质素中的含糖量基本相同。不同高沸醇木质素的含糖量分别为:松木木质素5.47％、杉木木质素4.10％、稻草木质素5.12％、芒秆木质素6.68％、花生壳木质素6.81％、麦秆木质素4.78％、毛竹木质素4.73％。

高沸醇溶性木质素及其衍生物对内毒素的吸附性能研究(英文)

内毒素是革兰氏阴性菌细胞壁的外层脂多糖组分,可引起机体发热反应,重症将导致休克,而内毒素对热或有机溶剂都十分稳定,通常的灭菌操作难以使之除去.本文采用高沸醇木质素及其衍生物作为对内毒素的吸附剂,对它们与内毒素的吸附性能进行了研究.结果表明,在室温下,高沸醇木质素酚和高沸醇木质素胺都能吸附水溶液中的内毒素,加入有机溶剂后又可以释放出吸附的内毒素,解吸后的高沸醇木质素酚和高沸醇木质素胺可以再吸附内毒素,高沸醇木质素衍生物可成为清除内毒素的新型功能高分子材料.

染料分散剂新原料—高沸醇木质素的研制

采用1,4-丁二醇水溶液为溶剂的高沸醇溶剂法,从松木、杉木、稻草等原料制备纤维素与高沸醇木质素、使用上述原料,在70％-90％1,4-丁二醇水溶液中添加少量催化剂,并在190℃-220℃条件下蒸煮1-3小时后,分离反应产物,得到固体纤维素与高沸醇木质素-丁二醇溶液、不溶于水的高沸醇木质素通过加水沉淀的方法,从反应后的液体混合物中分离。高沸醇木质素具有较高的反应活性,灰分含量很低,适于制备新型染料分散剂。有广泛应用前景。

高沸醇木质素环氧树脂改性水泥砂浆的力学性能研究

用高沸醇竹子木质素合成了木质素环氧树脂和木质素环氧树脂亲水衍生物。用红外光谱对产物进行了表征,并研究了不同聚/灰比和养护条件对高沸醇竹子木质素环氧树脂及其亲水衍生物改性水泥砂浆的力学性能的影响。结果表明:随着聚/灰比的增加,试样的抗折强度提高,而抗压强度降低,试样的韧性增强,当聚/灰比大于0.12时,抗折强度明显提高;混合养护条件所得试样的综合性能优于水养护条件。

高沸醇木质素热化学酚化的研究

以苯酚为液化试剂,对高沸醇木质素分别在加热和热酸催化条件下进行酚化,制备得到100%液化效率和很好流动性的高沸醇木质素液化产物。采用红外光谱、核磁共振和热重分析方法对液化前后木质素进行了分析测试,结果表明液化后的高沸醇木质素羟值和反应活性显著提高;木质素分子在酚化条件下发生降解并通过酚化产生了新的具有不同取代基的苯环结构。