麥草無(wú)污染分解液中木素的分離和改性研究.pdf

1、用乙醇制漿法從秸稈中提取高結(jié)晶度的纖維素作為產(chǎn)品，制漿廢液中的成分十分復(fù)雜，主要含有大量的木素、乙醇、水及少量的糠醛、醋酸、甲酸、糖漿等組分。每種物質(zhì)都有較高的使用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。如果能把這些有用組分從廢液中提取出來(lái)，善加利用，變廢為寶，無(wú)論對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源利用，還是對(duì)造紙企業(yè)本身都具有十分重要的意義。
　　 通過(guò)改變影響溶解度參數(shù)的濃度、溫度、pH等工藝參數(shù)來(lái)沉淀回收麥草乙醇制漿廢液中的乙醇木素，再通過(guò)羥甲基化、接枝共聚和磺化

2、化學(xué)改性，制備了紙張?jiān)鰪?qiáng)劑和水泥減水劑，初步探索了乙醇木素改性制備紙張?jiān)鰪?qiáng)劑和水泥減水劑的工藝條件及作用機(jī)理。
　　 回收乙醇木素的最佳工藝條件為：廢液稀釋倍數(shù)1，pH2.5，溫度20℃。乙醇木素和堿木素的FT-IR、1HNMR、TGA分析表明：乙醇木素含有更多的羥基，羰基和甲氧基；乙醇木素和堿木素的失重區(qū)域主要分為3個(gè)區(qū)域，不同之處是：在表示木素大分子劇烈降解的高溫區(qū)域，乙醇木素出現(xiàn)明顯的失重峰，這表明乙醇木素中大分子量的木素

3、遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于堿木素。乙醇木素和堿木素的成分分析表明：相比于堿木素，乙醇木素純度更高，木素含量達(dá)到91.28％。
　　 為了增加乙醇木素的反應(yīng)活性，對(duì)乙醇木素進(jìn)行了羥甲基化改性。確定其最佳的反應(yīng)條件為：甲醛與乙醇木素質(zhì)量比0.25，反應(yīng)溫度70℃，反應(yīng)時(shí)間2.5h，pH10。羥甲基化反應(yīng)后，乙醇木素的羥甲基含量增加3.8％，能夠與紙張中的纖維產(chǎn)生較好的氫鍵結(jié)合，使得紙張的抗張強(qiáng)度和環(huán)壓強(qiáng)度分別提高23％和25％左右。羥甲基乙醇木素和乙

4、醇木素的FT-IR分析表明：乙醇木素與甲醛已成功的發(fā)生羥甲基化反應(yīng)。
　　 為了進(jìn)一步提高乙醇木素對(duì)紙張的增強(qiáng)作用，制得的羥甲基乙醇木素與丙烯酰胺進(jìn)行了接枝共聚改性。對(duì)過(guò)氧化氫-亞鐵、過(guò)硫酸鉀和硝酸鈰銨三種引發(fā)劑體系進(jìn)行篩選，結(jié)果表明：在過(guò)氧化氫-亞鐵體系引發(fā)下乙醇木素接枝率最高；通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)的篩選和單因素實(shí)驗(yàn)，確定羥甲基乙醇木素與丙烯酰胺接枝共聚的最佳條件為：丙烯酰胺與羥甲基木素質(zhì)量比1.5、引發(fā)劑與羥甲基木素質(zhì)量比0.06、

5、反應(yīng)溫度60℃、反應(yīng)時(shí)間3h；改性木素漿內(nèi)添加實(shí)驗(yàn)表明，改性乙醇木素的加入，紙張抗張強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度和耐破強(qiáng)度分別提高41％、32％和30％，添加量2％時(shí)較為適宜；紙張表面和斷面的掃描電鏡(SEM)結(jié)果表明，改性木素的加入對(duì)紙張物理性能有明顯的增強(qiáng)作用；紅外光譜分析表明，改性木素中出現(xiàn)-CONH2基團(tuán)，丙烯酰胺己成功接枝到羥甲基乙醇木素上。
　　 對(duì)羥甲基乙醇木素，進(jìn)行了磺化改性。正交實(shí)驗(yàn)的篩選和單因素實(shí)驗(yàn)表明，羥甲基乙醇木素磺化

6、的最佳條件為：磺化劑與羥甲基化木素質(zhì)量比1:3，反應(yīng)溫度95℃，反應(yīng)時(shí)間3h，反應(yīng)pH11。乙醇木素經(jīng)過(guò)改性后，增加了親水基團(tuán)，具有陰離子表面活性劑的結(jié)構(gòu)特征。當(dāng)水泥顆粒吸附足夠的減水劑后，借助于極性親水基團(tuán)與水分子中氫鍵的締合作用，再加上水分子間的氫鍵締合，使水泥顆粒間形成一層穩(wěn)定的溶劑化水膜，阻止了水泥顆粒間的直接接觸，并在顆粒間起潤(rùn)滑作用。這就使得同樣的水灰比時(shí)，加入改性產(chǎn)物的水泥凈漿流動(dòng)度有很大提高?；腔舅?fù)饺胨?，短針狀晶體