堿木素接枝共聚物的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、木素是自然界中資源豐富的天然高分子有機化合物之一，它普遍存在于植物中，同纖維素和半纖維素共同組成纖維素纖維。同時木素也是制漿造紙工業(yè)中蒸煮黑液的主要成分，如果黑液不能得到有效處理，將會對環(huán)境造成很大污染。木素大分子中含有多種反應(yīng)活性基團，如羰基、甲氧基、羥基（酚羥基、醇羥基）、苯環(huán)等，具有參加各種化學(xué)反應(yīng)的潛能，對黑液中木素進行提取并加以利用，不僅能夠解決黑液處理的難題同時也將達到節(jié)約資源獲得經(jīng)濟利益的目的。本研究利用楊木堿木素為原料，

2、采用水溶液自由基聚合方法，進行了堿木素-丙烯酰胺共聚物的合成及其應(yīng)用于箱板紙干增強劑的研究。同時，利用2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨為陽離子改性劑，進行了木素陽離子化接枝改性及其應(yīng)用于高嶺土高濁度廢水絮凝的研究。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴堿木素-丙烯酰胺共聚研究表明，楊木堿木素為原料，單體用丙烯酰胺，引發(fā)劑用過硫酸鉀在水溶液中進行自由基接枝共聚，合成了木素-丙烯酰胺（SL-AM）接枝共聚物。采用傅里葉紅外光譜（FTIR）、核磁共振

3、氫譜（HNMR）和元素分析對接枝共聚產(chǎn)物進行了表征，用熱失重（TGA）對產(chǎn)物的熱穩(wěn)定性進行分析。結(jié)果表明，最優(yōu)的合成工藝條件為，丙烯酰胺與木素摩爾比為7.5，引發(fā)劑K2S2O8用量為木素質(zhì)量的3％，反應(yīng)溫度90℃，時間4 h。接枝產(chǎn)物的得率達到80%，接枝率達到353.26%，該共聚物在pH=7的水溶液中的溶解度為100%（1g/L濃度）。合成的SL-AM接枝共聚物用作紙頁干增強劑時，其最優(yōu)的工藝條件為，SL-AM接枝共聚物用量6.5%

4、，漿濃3%，處理時間3min。低打漿度（27°SR）下，裂斷長、耐破指數(shù)和撕裂指數(shù)分別提高31.3%、34.5%和19.6%，高打漿度（45°SR）條件下，紙頁裂斷長、耐破指數(shù)和撕裂指數(shù)分別提高了10.3%、8.3%和8.7%。
　?、茐A木素的陽離子化接枝改性研究表明，以楊木堿木素為原料，以2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨為單體，在堿性條件下反應(yīng)制備木素-2,3環(huán)氧丙基三甲基氯化銨（SL-EPTAC）。接枝物的最優(yōu)工藝條件為：EPTA

5、C/木素摩爾比為1.19，NaOH/EPTAC摩爾比為1.5，反應(yīng)時間4h，反應(yīng)溫度50℃。在該工藝條件下所得陽離子木素聚合物的接枝率為22.8%，且該陽離子木素聚合物在pH為7的水溶液中的溶解度為60%（10g/L濃度）。FTIR、H-NMR和元素分析表明，采用該方法EPTAC被成功接枝到了木素上。熱重分析顯示，利用EPTAC對木素進行陽離子化改性后，降低了木素的熱穩(wěn)定性。SL-EPTAC接枝物用于高嶺土高濁度水處理時具有很好的絮凝效