玉米秸秆木质素的去甲基化改性研究

发布时间：2021-07-27 00:27

　　以亚硫酸钠为亲核试剂对玉米秸秆木质素进行去甲基化改性,以增加木质素的羟基质量分数和活性。利用FT-IR、DSC、UV测试以及乙酰化滴定等分析方法研究了不同的反应条件对木质素去甲基化改性效果的影响。结果表明,亚硫酸钠在碱性条件下可与玉米秸秆木质素发生去甲基化反应,其最佳反应条件为:反应时间为2 h、反应温度为60℃、m（木质素）∶m（NaOH）∶m（Na₂SO₃）为10∶1. 5∶2。改性后的木质素与原木质素相比,总羟基质量分数可增加30%左右,其中酚羟基质量分数增加20%左右,反应活性明显增强。 

【文章来源】：现代化工. 2020,40(07)北大核心CSCD

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

反应时间对木质素去甲基化反应的影响

不同反应温度下木质素羟基特征吸收峰和甲氧基特征吸收峰与内标峰的比值以及不同反应温度条件下去甲基化得到木质素样品的乙酰化滴定结果如图2所示。由图2可知，红外表征与乙酰化滴定结果相一致，随着反应温度的升高，羟基特征吸收峰的强度呈先增加后降低的趋势，在反应温度为60℃时达到最高;甲氧基质量分数随着反应温度的增加呈现下降的趋势，但从甲氧基质量分数降低来看，其降低幅度较大的温度却不在60℃。这是由于随着反应温度升高，木质素的甲氧基被脱去，形成新的羟基;同时醚键也会发生断裂，使分子结构变得更加松散，暴露出内部的羟基，使木质素的羟基增加，活性增强;但高温下木质素的羟基会发生缩合反应，导致羟基质量分数下降，可见继续升高反应温度并不能持续提升羟基质量分数。此外，高温下亚硫酸钠也会发生分解反应，不利于木质素的去甲基化。因此，60℃下进行木质素的去甲基化更为适宜。2.3 NaOH质量分数对去甲基化反应的影响

NaOH质量分数(NaOH与木质素的质量比)对木质素羟基特征吸收峰和甲氧基特征吸收峰与内标峰比值的影响以及总羟基含量的变化情况如图3所示。从图3可以看出，随着反应体系氢氧化钠质量分数的增加，木质素的总羟基质量分数先增加后降低，而甲氧基质量分数呈先降低后趋于平缓的趋势。实验中所选取的玉米秸秆木质素是一种酸性条件下难溶于水、碱性条件下可溶于水的木质素。当NaOH质量分数过小时，反应体系pH会低于10，玉米秸秆木质素的溶解性较差，影响溶液的均一性;在NaOH的质量为木质素质量的15%时，反应产物羟基质量分数达到最高，此时pH为12左右，这时玉米秸秆木质素的溶解度较好，有利于反应的发生;当氢氧化钠质量分数逐渐增加时，体系的分散性增强，黏度降低，更有利于木质素的去甲基化反应，但此时副反应也相对更多。因此，NaOH质量分数为15%更适宜。2.4 Na2SO3质量分数对去甲基化反应的影响

【参考文献】：
期刊论文
[1]木质素共混改性聚氨酯胶粘剂的研究[J]. 孔宪志,赫羴姗,刘彤,邸明伟.  粘接. 2015(06)



本文编号：3304683