地区：上海市 宝山区
关键词：广西民族大学
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000002490
成果描述：
| 课题来源和背景：该课题来源于国家自然科学基金地区项目。木质素是全球陆生仅次于纤维素的第二大可再生无规酚类高分子化合物，其高附加值应用正日益吸引着人们的关注。工业木质素来自于制浆造纸和纤维素水解工业。全世界的制浆造纸工业每年要从植物中分离约1.4亿吨纤维素，同时可产生约5000万吨工业木质素。迄今为止，只有仅6%左右工业木质素得到有效利用，绝大部分木质素浓缩后仅作为燃料烧掉（同时回收碱）或直接排入江河。这不仅造成资源的极大浪费，而且严重污染了环境。广西制浆造纸产量居全国前列，拥有丰富的工业木质素资源。广西松香产量也居全国首位，但深加工比例和产品附加值仍有待于继续提高。该成果将工业木质素改性为表面活性优良的阳离子沥青乳化剂，应用于道路铺筑和维修养护，为工业木质素找到一条高附加值利用之路，有利于减少制浆造纸工业对环境带来的污染，促进制浆造纸工业的可持续发展，节约石油等不可再生资源的消耗。研究目标和意义：该成果在木质素中引入松香或松香衍生物亲油基团，同时引入二乙烯三胺亲水基团，合成了5种表面活性优良的脱氢枞酸改性木质素胺阳离子乳化剂和1种松香改性木质素磺酸盐阴离子表面活性剂，优化了合成反应的工艺条件，初步研究了不同亲油基团对目标产物基本表面物化性能影响，探讨木质素胺和改性木质素胺乳化剂的结构、溶液行为及其对乳化沥青基本性能的影响，为松香或松香衍生物改性木质素胺阳离子沥青乳化剂的设计、合成及应用提供了基础数据和理论依据。所合成的松香衍生物改性木质素胺乳化剂是一类质优价廉的沥青阳离子乳化剂，可广泛应用于道路铺筑、维修养护和高速公路微表处，对于解决广西造纸千亿元产业的瓶颈问题-造纸废液木质素资源化利用，开辟松香应用新领域，保护环境，促进广西经济和社会发展具有重要意义。研究内容：（1）合成了脱氢枞基单乙二酰胺改性木质素胺、脱氢枞基单丁二酰胺改性木质素胺和脱氢枞基单己二酰胺改性木质素胺3种脱氢枞基改性木质素胺阳离子乳化剂和1种松香改性木质素磺酸盐阴离子表面活性剂，并对目标产物的合成条件、基本物化性能作了相关的研究。3种脱氢枞基改性木质素胺阳离子乳化剂的最低表面张力在29-31mN/m之间，临界胶束浓度约为5g/L，HLB均为12。松香改性木质素磺酸盐的表面张力为38.8mN/m，临界胶束浓度为8g/L。（2）制备了酚化木质素，并以其为原料进一步合成了脱氢枞酸单乙二酰胺改性酚化木质素胺阳离子乳化剂，并对目标产物的合成条件、基本物化性能作了相应的研究。该乳化剂在质量浓度为10g/L时，表面张力为30.3mN/m（与十六烷基三甲基溴化铵的最低表面张力23.12 mN/m接近），甲苯乳液油水分层时间为72min。（3）合成了松香改性木质素胺阳离子乳化剂，并对目标产物的合成条件、基本表面物化性能作了相关研究。该乳化剂在pH=2的稀盐酸溶液中，当其质量浓度为10g/L时，表面张力为33.2 mN/m，甲苯乳液分层时间为74min。（4）系统研究了木质素胺、脱氢枞酸单乙二酰胺改性木质素胺阳离子乳化剂的基本表面物化性能及其在弱酸性水溶液中的聚集行为。（5）探讨了改性木质素阳离子沥青乳化剂类型和用量对乳化沥青制备和贮存稳定性的影响。 |
