離子液體[BMIm]Cl中木質(zhì)素的氧化及環(huán)氧樹脂合成.pdf

1、木質(zhì)素在自然界中的含量僅低于纖維素，是目前已知第二大可再生資源。截至目前，每年由工業(yè)所產(chǎn)生的木質(zhì)素得到有效利用的不到總的工業(yè)木質(zhì)素的5％，絕大部分都在工業(yè)廢水中被當做污水排放出去，這造成了木質(zhì)素資源的極大浪費，并且含有木質(zhì)素的工業(yè)廢水的排放也會對環(huán)境造成嚴重的破壞。因此，近年來，木質(zhì)素在材料應(yīng)用方面的研究受到了人們的廣泛重視，國內(nèi)外學者通過改變木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)，提高木質(zhì)素的反應(yīng)活性，進而替代部分石化工產(chǎn)品去合成一些高分子材料。
　　本

2、文通過結(jié)合木質(zhì)素的理化性質(zhì)及化學結(jié)構(gòu)特點，在綜合文獻的基礎(chǔ)上使用工業(yè)堿木質(zhì)素(LG)為原料，使用離子液體[BMIm]Cl替代傳統(tǒng)有機溶劑，使用H2O2作為氧化劑對木質(zhì)素進行氧化改性，得到氧化木質(zhì)素(OLG)。然后使用改性后的氧化木質(zhì)素(OLG)與環(huán)氧氯丙烷(ECH)在堿性催化條件下進行環(huán)氧化反應(yīng)合成木質(zhì)素基環(huán)氧樹脂(LGEP)，根據(jù)實驗測定的LGEP的環(huán)氧值為基準，探究不同反應(yīng)條件對LGEP合成反應(yīng)的影響，并建立自催化反應(yīng)模型對LGEP

3、的固化反應(yīng)過程進行初步的動力學分析。
　　首先，將原料堿木質(zhì)素進行預處理，通過干燥，粉碎和篩選后，使用堿溶酸沉工藝對堿木質(zhì)素進行提純，將經(jīng)過處理提純的木質(zhì)素使用離子液體[BMIm]Cl替代傳統(tǒng)有機溶劑在70℃的條件下將其溶解2h，使用H2O2作為氧化劑對溶解的木質(zhì)素進行氧化改性，氧化時間為2h，氧化溫度為80℃，得到氧化木質(zhì)素(OLG)。
　　其次，以O(shè)LG為原料，參照雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成原理將OLG與環(huán)氧氯丙烷(ECH)

4、在NaOH堿性條件下進行環(huán)氧化反應(yīng)，得到產(chǎn)物木質(zhì)素基環(huán)氧樹脂(LGEP)，將產(chǎn)物經(jīng)過FT-IR紅外表征分析表明，LG與ECH發(fā)生環(huán)氧化反應(yīng)，反應(yīng)成功合成LGEP。設(shè)計三水平四因素的正交實驗，以環(huán)氧值為響應(yīng)值，分別考察ECH的用量，反應(yīng)溶液的PH值，反應(yīng)時間以及反應(yīng)溫度這四個影響因素對環(huán)氧化反應(yīng)的影響，探究最佳合成工藝，得到LGEP的最佳合成條件為: m(ECH)∶m(OLG)=6∶1，PH=9，反應(yīng)溫度=115℃，反應(yīng)時間=6h，在此條

5、件下經(jīng)過環(huán)氧化反應(yīng)生成的LGEP的環(huán)氧值為0.363。在此工藝條件的基礎(chǔ)下，設(shè)定單因素實驗對合成的LGEP進行其他各項性能的測定，測得吸水率為0.472，粘度為6.63P，固含量為51％。
　　最后，將合成的LGEP進行固化反應(yīng)，固化過程使用的固化劑為鄰苯二甲酸酐，反應(yīng)促進劑為三乙胺，建立自催化反應(yīng)模型對固化過程進行動力學分析，根據(jù)固化動力學方程求得LGEP的最佳固化溫度為T=502.52K，在此條件下求得當固化度α=95％時，所