深共晶溶剂-NiO体系改性木质素合成环氧树脂及其热稳定性研究

发布时间：2020-05-25 17:36

【摘要】：木质素(Lignin)是唯一含有苯环的可再生资源。木质素含量丰富,但分子结构复杂、化学惰性且难溶于绝大部分有机溶剂,使木质素很难被充分利用。通过探究木质素的结构特征,采用Deep eutectic solvent-NiO体系改性方法改变木质素的分子结构和分子量,提升化学反应活性,扩大木质素的应用领域。这不仅充分利用了木质素资源,同时对我国的造纸排污和环境治理具有重要的现实意义。本文采用DES-NiO体系,通过环氧化反应将改性木质素与环氧氯丙烷(ECH)制得木质素基环氧树脂(LGEPx)。本文设计实验方法如下:首先采用DES-NiO体系对PL进行化学改性制得ML,考察了NiO对木质素理化性质的影响,对比空白实验(ML_0),获得改性木质素。并采用现代仪器分析技术,使用傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG-DTG)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)等对ML和ML_0的分子结构以及表面微尺度变化进行定性分析和定量计算。然后以NaOH为催化剂,在改性反应体系中加入ECH制得LGEPx,并对合成的环氧树脂进行热动力学研究。通过上述实验,本文获得以下结论:(1)经过改性处理,木质素表面粗糙度增大、热稳定降低、羟基含量明显增大,更有利于温和的条件下进一步发生环氧化反应。(2)通过傅里叶红外(FT-IR)、热重分析(TG-DTG)、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD),核磁共振碳谱(~(13)C-NMR)对LGEPx的分子结构进行表征,证明成功合成环氧树脂。(3)差示扫描量热法(DSC)对LGEPx的热稳定动力学研究表明,在ECH/MLG=5时,所得木质基环氧树脂体系最稳定,同时环氧值最大。图[19]表[12]参[99]
【图文】：

木质素,基本结构

木质素（Lignin）是唯一的可再生芳香族化合物，在自然界中含量丰富维素。据估计，每年从制浆黑液和生物乙醇发酵中生产的木质素超过，是极具潜力的一种资源[1-6]。大多数木质素不溶于水，有良好的阻燃及，其分子结构中含有多种活性官能团，且无毒、价廉，有较高的利用价值，由于木质素的结构复杂、物理化学性质的不均一性、分离提取困难，今没有被很好地利用。木质素利用的方式分为两种[8]：一是通过化学或将木质素降解为小分子后利用，二是以大分子形式直接利用，后者是目的主要利用方式。.1 木质素的结构与理化性质木质素是由苯基丙烷结构单元通过碳-碳键和醚键等连接形成的三维网结构，存在三种基本的结构单元[9]，即愈创木酚基丙烷结构单元、紫丁结构单元和对羟苯基丙烷结构单元（图 1）。

木质素,基本结构,反应活性

安徽理工大学硕士学位论文和 C-γ 位置上的酚羟基和脂肪羟基是反应活性最强的官能团，，容易促进子材料[11, 12]的反应活性。羟基的含量不仅影响反应活性，还对木质素的有较大影响。羟基在木质素中既可以游离形式存在，也能通过醚键与烷结合以化合键形式存在[13, 14]。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ323.5

【参考文献】