木质素的TETA胺化改性
高等木材化学研究方法
木质素化学改性方法及其应用研究摘要：木质素是一种含量丰富的天然大分子材料，但由于其结构复杂，导致应用受到很大的限制。
根据有关文献资料，本文综述了木质素的磺化、硫化、氧化、胺化、接枝共聚、缩合、交联等的化学改性方法最新研究进展，介绍了改性木质素的应用前景。
关键词：木质素；化学改性；综合利用1.前言木质素是自然界中储量仅次于纤维素的生物质资源，并以每年500亿吨左右的速度再生。
制浆造纸工业每年要从植物原料中分离出1.4亿吨纤维素，同时得到5000万吨左右的木质素副产品[1-2]。
木质素具有资源丰富、无毒、廉价、可再生、可生物降解等优点，但由于其结构的复杂性、大分子的分散性以及物理化学性质的不均一性等方面的性能缺陷，至今仍未能得到充分有效的利用，超过95% 的木质素分离浓缩后烧掉，既浪费了资源，又造成环境污染。
木质素是化学制浆过程中主要的污染源之一，若能开发利用，则是宝贵的资源。
随着人们保护环境、合理利用资源意识的提高，木质素的利用也逐渐受到重视。
由于木质素分子结构中含有一定数量的芳香基、醇羟基、羰基、酚羟基、甲氧基、羧基、醚键和共轭双键等活性基团，所以木质素可以进行氧化、还原、水解、醇解、酰化、烷基化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应。
所以，经过改性的木质素具有一定的功能高分子材料的特性，可以为人们的生产生活服务。
因此，无论从资源利用，还是从环境保护的角度，木质素的研究、开发和利用都显得尤为重要。
2. 木质素的结构及理化性质图1. 木质素三种基本结构木质素是聚酚类的三维网状高分子化合物，其基本结构单元为苯丙烷结构，共有三种基本结构（非缩合型结构），即愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟基苯基结构（如图1）。
木质素是由松柏醇基、紫丁香基和香豆基三种单体以C－C 键、醚键等形式连接而成的具有三维空间结构的天然高分子物质[3]。
由于大多数木质素没有确定的熔点，但具有玻璃态转化温度（Tg），所以木质素是一种热塑性高分子物质[4]。
木素的综述
应用
3.应用
木质素及其改性物在油田化学品中的应用
Ⅰ钻井液处理剂 Ⅱ油井水泥外加剂 Ⅲ木质素类驱油剂 Ⅳ调剖堵水剂 Ⅴ稠油降黏剂 Ⅵ缓蚀剂、阻垢剂 Ⅶ缓蚀剂、阻垢剂
3.应用
Ⅰ钻井液处理剂： 木质素与纤维素、淀粉、
植物丹宁和腐殖酸并列为五大类钻井液用的 天然有机原料 , 是目前国内外用途较广、用量 最大、价格较低的钻井液处理剂。 通过甲醛缩合、接枝共聚、金属络合及磺 化处理等一系列改性反应 , 制备了降黏剂 PNK , 其性能优于国内外同类产品 , 具有较强的抗高 温抗盐污染能力和抑制性。 将木质素磺酸盐与烯类单体共聚也是制备 无污染降黏剂的有效途径 , 共聚产物适用于淡 水、盐水或钙处理钻井液体系。
木质素的化学改性方法及 其在油田中的运用
1.概要 2.改性
3.应用
1.概要
木质素 是一种高分子有机物 , 大量存在于木
材、竹、草等造纸原料中。在自然界中木质素的蕴 藏量仅次于纤维素 , 是第二大天然有机物。
人们在利用纤维素的同时 , 产生了大量的废弃木 质素 , 不仅浪费资源 , 还严重污染环境 。因此 , 无论 从资源利用 , 还是从环境保护的角度 , 木质素的研究 、开发和利用都显得尤为重要。
பைடு நூலகம்
2.改性
Ⅲ接枝改性：其产物具有较好的吸附性 , 能用作 钻井泥浆添加剂 。接枝改性后木质素的吸附性 能大大提高 ,可以用作水处理剂。采用 H O 为引 发剂 , 木质素磺酸盐与马来酸和丙烯酰胺进行三 元共聚 , 其产品具有良好的降黏性能和抗温性能 , 同时具有一定的抗盐抗钙性能 。
2.改性
Ⅳ聚合改性： 木质素的聚合改性 , 依反应机理 可分为两类: 木质素在非酚羟基位置的缩合反应; 木质素游离酚羟基与多个官能团化合物的交联反 应, 木质素磺酸盐与甲醛的缩合反应能有效提高 改性木质素对无机盐的分散能力。得到的黏稠状 高聚物对水中悬浮的细粒固体有很好的絮凝效果 , 比未经交联反应的木质素磺酸盐的絮凝效果好 。
木质素简介分离及其改性研究课件完整版
木结质构素 单的元催之化间氢以溶化醚反键于应(C有-O任许-C多) 何分解溶产物剂，常的用的。催化分剂是离氧化木铜铬质和雷素内镍因。 发生了缩合或降解，许多物理性质改变
六、木质素的改性及应用
3.木质素的羟甲基化
在碱催化作用下，木质素能与甲醛进行加成反应，使木质素羟甲 基化，形成羟甲基化木 质素。以愈创木基结构单元与甲醛在碱 性条件下反应为例，其反应方程式如图示。
六、木质素的改性及应用
二、木质素基高分子材料
1. 木质素酚醛树脂胶黏剂（LPF）
实现方法： （1）调节酸碱性来控制木质素与苯酚或甲醛的反应次序改性酚醛 树脂； （2）木质素与甲阶酚醛树脂反应，通过共聚交联产生较好的化学 亲和性； （3）木质素参与固化反应，与酚醛树脂分子链形成接枝共聚物， 起扩链作用。 （4）共混改性木质素不参与化学反应，但由于与酚醛树脂结构的 相似性以及极性基团的相互作用，导致组分相容性好。
木质素被高锰酸钾氧化，生成一系列的芳香酸。 结构单元之间以醚键(C-O-C)
硬木木质素
该结构中聚氨酯分子及其网络之间相互缠结和穿透, 在发挥刚性 NL增强作用的同时提高了伸长率。
按种类分： 软木木质素—醇羟基多 木质素与天然胶乳、丁腈胶乳、丁苯胶乳 和氯丁胶乳共沉，其硫化胶的拉伸强度与填充炭黑时相当。
植物中的木素 阔叶材木素 六、木质素的改性及应用
木质素分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基共轭双键等活性基团，可以进行氧化、还原、水解、醇解、光解、酰化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩
合和接枝共聚等化学反应。
木质素的结构与应用
第51卷第5期 辽 宁 化 工 Vol.51，No. 5 2022年5月 Liaoning Chemical Industry May，2022基金项目： 山东科技大学2021年度“课程思政”教育改革项目（项目编号：KCSZ202121）；山东科技大学2020年度在线课程建设项目 （项目编号：ZXK2020067）。
收稿日期： 2021-10-21木质素的结构与应用江源，张佰庆，李桂江（山东科技大学 化学与生物工程学院，山东 青岛 266590）摘 要：木质素一种含量丰富的天然芳香族聚合物，具有循环再生、价格低廉的优点，可以作为化学高分子材料、高附加值化学品、生物染料等制备原料，但由于天然木质素分子量大、结构复杂等原因不能直接利用，而改性木质素特性优异，极大地拓宽了应用领域。
简要介绍了木质素的基本结构单元及结构单元之间的连接方式，重点阐述了改性对木质素各性能的影响，以及改性后的木质素在分散剂、粘合剂、吸附剂、生理生化、农业、制备小分子产物等方面的应用研究进展，具体分析了应用受限的原因并展望了其应用前景。
关 键 词：木质素；环保；结构；改性；应用中图分类号：O636.2 文献标识码： A 文章编号1004-0935（2022）05-0655-07木质素是一种天然有机高分子材料，其天然储量丰富，同时也是造纸工业中产生的废弃物，其中仅有约5%的木质素被回收利用，大部分被直接焚烧或排入环境中，这样做既浪费资源又造成污染。
随着人类对环境污染和资源匮乏等问题的认知日益提高，木质素的可降解性和可再生性等优良性质引起了越来越多的关注。
因此，从资源利用和环境保护两方面来说，对木质素进行改性，提高其性能并开发其用途具有重要意义。
1 木质素结构木质素主要由C、H、O 等元素组成，其分子结构复杂，有多种结构单体与连接方式，且分子量变化大，采取不同的方法测得的分子量结果各异，致使其结构至今未完全确定。
1.1 木质素的分子量在植物中未经分离的木质素称为原本木质素，其相对分子量可以达到几十万，对任何溶剂溶解性差，对研究造成了困扰，为了分离研究木质素，研究人员采用酸析法[1]、高沸醇溶剂法[2]、有机溶剂 法[3]、离子液体法[4]等不同方法降解或缩合木质素，分离后的木质素相对分子量低的多，由于分离方法不同，分子量一般几千到数万不等。
基于木质素的聚氨酯材料制备与性能研究
01 一、引言
目录
02
二、木质素与聚氨酯 概述
03 三、基于木质素的聚 氨酯材料的制备
04 四、基于木质素的聚 氨酯材料的性能研究
05 五、结论与展望
06 参考内容
一、引言
随着环境友好型和可再生资源利用的观念日益深入人心，开发利用生物质资源 制备高性能的聚合物材料成为了科研领域的热点。其中，木质素作为一种丰富 的天然高分子，由于其独特的化学结构和可再生性，引起了科研工作者的广泛。 本次演示主要探讨了利用木质素制备聚氨酯材料的工艺过程及其性能表现。
二、木质素与聚氨酯概述
1、木质素简介
木质素是一种在植物细胞壁中大量存在的天然高分子，具有复杂的化学结构， 包括苯丙烷、乙烷和丙烷等基本单元。由于其具有良好的可塑性、韧性和耐热 性，被广泛用于塑料、橡胶和胶粘剂等领域。
2、聚氨酯材料
聚氨酯是一种由异氰酸酯与多元醇反应形成的具有高度可塑性和优异的物理化 学性能的高分子材料。其可分为硬质、半硬质和软质聚氨酯材料，被广泛应用 于家具、汽车、建筑、医疗等领域。
2、基于木质素的聚氨酯的制备
将改性后的木质素与多元醇、异氰酸酯等聚氨酯原料混合，通过常规的聚氨酯 制备方法，如本体聚合、溶液聚合或乳液聚合等制备出最终的基于木质素的聚 氨酯材料。其中，聚合条件（如温度、压力、时间等）和原料配比对材料的性 能具有重要影响。
四、基于木质素的聚氨酯材料的 性能研究
通过调整木质素和聚氨酯原料的配比以及聚合条件，可以研究基于木质素的聚 氨酯材料的各项性能。
3、生物降解性能
由于木质素具有可生物降解性，基于木质素的聚氨酯材料也具有良好的生物降 解性能。通过生物降解实验，发现这类材料在微生物的作用下可以完全分解为 水和二氧化碳，降低了对环境的影响。
木质素季铵化改性制备方法
木质素季铵化改性制备方法改性木质素类絮凝剂分子上的酚羟基及其a碳原子具有较强的反应活性。
木质素与脂肪胺及其衍生物能发生Mannich反应，这为木质素的改性开辟了新领域。
通过化学改性，把仲胺、叔胺基团接枝到木质素的大分子上，随着大分子中氨基量的增多，改性木质素絮凝剂表现出阳离子特性。
改性木质素阳离子絮凝剂的制备办法有季铵化改性、木质素的Mannich反应、接枝共聚、接枝共聚改性以及缩聚反应等。
木质素分子通过阳离子化制备出阳离子型高分子絮凝剂，同时克服了单纯的木素作为絮凝剂用法时存在的平均分子质量偏低以及活性吸附点少等问题，进而提高改性木质素絮凝沉降性能。
季铵化改性 [制备办法]木质素的季铵化改性普通以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMAC)为季铵化试剂，在碱催化下，通过醚化反应制备出木质素季铵盐。
(1)实例1 利使用制浆得来的木质素、和等为原料合成了木质素阳离子絮凝剂。
其详细步骤如下。
①木质素提取先用体积配比为1：2的1，2-二氯乙烷和的混合溶剂溶解木质素，过滤得到上清液；再将上清液缓慢加入乙醚溶剂，得到絮状物，离心分别絮状物；然后将离心后的固体真空干燥，得到干燥的纯木质素。
②季铵盐单体的合成季铵盐单体用33%的三甲胺溶液和环氧氯丙烷在低温下合成，办法如下：将低温恒温回流器预置温度-5℃，安装三口烧瓶反应装置；达到-5℃后，按摩尔比1：0.7称取一定量的三甲胺溶液和环氧氯丙烷于三口烧瓶中开头搅拌；反应1h后，取少量溶液滴加硝酸银试剂检验，假如有白色沉淀，解释有单体合成，若还有棕色浑浊，解释还有较多的三甲胺存在，可继续反应一段时光。
③木质素接枝季铵盐单体把称好的木质素(木质素与单体的质量比为1：2.5，木素与水的质量为1：1)放入三口烧瓶中，置于70℃恒温水浴中，装好回流冷凝管，加入0.3%～0.9%催化剂过硫酸铵使木质素分子活化(活化时光普通为3min)，短时光搅拌后加入单体，继续搅拌反应3～4h，即制成木素季铵盐絮凝剂。
木素胺的合成及改性率的测定
２ １实验原料 ， 硫酸 盐木素 （ 通过 将硫酸盐法 制浆 黑液酸 化． 并 经混凝沉 淀 、 洗涤 与风干处理而制得 ） 。
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江 苏太 学青年 基金 资助 ， 蝙号： ２ ０ ０｝ ２ ６ ｌ０（ ｏ ０
第一作 者 王晓虹 ，９ １ 生 ，９ ７ 毕业 于贵州 工业 大 士 １７ 年 １９ 年
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使 术 素 改 性 ， 现 出 阳 离 子 的 特 性 。 实 验 采 用 表 本 Ｍａｎｅ ｎ ｉｈ反 应 … 使 有 机 胺 基 团 接 到 木 素 分 子 中 ， 经 测定 ， 改性 产 物在 中性 和酸 性溶 液 中溶 解 度 明显提 高。 且表 现出 阳离 子特 性。
摘要 通 过 兰 因子 二 次回 归正 交设 计 试验 ． 用 Ｍａ ａｃ 反 应 台成 阳离 子 术素 胺 元索 分 析杖 测定 改性 样 品 的含氮 量 采 ｎ ｉｈ 用 以
电诛 试 验测定 其 改性率 ， 氮量 和 改性率 之 间线性 相 关． 对其 表面 活性 进行 了研 究， 到影 响吉 氨量 和改性 率 的主要 因索 和最佳 含 井 得 工艺条 件 美 ｔ词 ：Ｍａ ｎｃ ｎ ｉｈ反应 木 素胺 薄膜 电泳 改性 率 线 性相 关
一种胺化改性木质素基聚氨酯泡沫及其制备方法和应用[发明专利]
![一种胺化改性木质素基聚氨酯泡沫及其制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/3d7ae8f7370cba1aa8114431b90d6c85ec3a887f.png)
专利名称：一种胺化改性木质素基聚氨酯泡沫及其制备方法和应用
专利类型：发明专利
发明人：邱学青,郭炜奇,林绪亮,秦延林,邱林彬,陈泽童,陈理恒,张文礼,俎喜红
申请号：CN202111289652.8
申请日：20211102
公开号：CN113999364A
公开日：
20220201
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种胺化改性木质素基聚氨酯泡沫及其制备方法和应用。
本发明的制备方法包括以下步骤：首先，在木质素溶液加入甲醛、胺化试剂进行胺化处理，再调节溶液pH为2～3，静置沉淀、干燥，获得胺化木质素；然后，将上述胺化木质素与聚醚多元醇、表面活性剂、催化剂、发泡剂混合均匀，加入异氰酸酯进行反应，形成胺化改性木质素基聚氨酯泡沫；其中，胺化反应的温度为70～100℃，反应时间为2～6h；胺化试剂的添加量为木质素质量的15～25％。
本发明所制备的胺化改性木质素基聚氨酯泡沫可用于吸附分离粘度较大(40℃下的粘度为95mm2/s)的油类物质，最大吸附量高达7.70g/g，实现了对油类物质的高吸附。
申请人：广东工业大学
地址：510006 广东省广州市越秀区东风东路729号
国籍：CN
代理机构：广州粤高专利商标代理有限公司
代理人：苏晶晶
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