木质素性质PPT

木质素raft反应合成表面活性剂
成员：张珊珊 俸鑫 张佳琪 梁燕
木质素是一种芳香类生物聚合物,广泛存在于 羊齿类及更高等的植物中。它具有资源丰富、可 再生、可自然降解的优点,是一种可持续发展的 资源。木质素成本较低，木质素及其衍生物具有 多种功能性，其应用前景十分广阔。如可作为分 散剂、吸附剂/解吸剂、石油回收助剂、沥青乳 化剂，木质素对人类可持续发展最为重大贡献就 在于提供稳定、持续的有机物质来源。
2）.木质素结构分析方法
具有超分子结构的木质素磺酸盐能很好地分散于云母表面，故 可采用原子力显微镜观察其交联的网状结构。 用 X 射线衍射分析木质素的分子分布特性时得到的是典型的 无定形光晕。从光晕的峰值可计算出木质素分子间的距离分布较 宽，均大于合成的聚苯乙烯等多孔材料。 用 FTIRS 可快速测定 木质素结构 中 的 官 能 团组成、分 布和分子构象等，可对不同来源、经不同方法处理的木质素及其 降解产物( 包括液态和固态产物) 进行对比，为组分的定性与定 量分析提供重要的基础数据。另外还有光谱或波谱法结合氧化还原反应、 光化学电解、热重分析及数值计算等方法都已用于木质素的研究。
而我们组用木质素的raft反应来制作引发剂从而接一个亲水 基和一个亲油基最后做表面活性剂。
raft是可逆加成-断裂链转移聚合 ,是活性/可 控自由基聚合(CRP)的一种。 raft聚合具有自由 基反应的化学特性，在引发阶段必须要引入自由 基才能产生单体自由基并进行链转移和增长。目 前，raft体系中的自由基产生方式主要有:有机 自由基引发剂的分解、通过外加方式引发、单体 自身热引发。
表面活性剂（surfactant）是指具有固定的亲 水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使 表面张力显著下降的物质。
对木质素采 取 的 常 规 分 离 提 取 和 处 理 方 法 主 要 有： 研磨、酸解 /硫代 酸解、酶解纤维素法、亚硫酸盐法、碱法、热 解法、有机溶剂抽提法，以及离子液体抽提法 和氘代二甲亚砜抽提法等
对于所分离出的木质素主要采用的分析手段 包括：排阻色谱、热重、傅里叶变换 红外光 谱 、气相色谱 /质 谱 联用和核磁共振波谱， 旨在得到木质素分子量、官能团和分子组成等 方面的信息。
1).生物质中木质素的预处理与分离方法 酸解法主要通过降解纤维素得到乙醇，残留的木质素作为副产品， 也是产生工业木质素的主要方法。该法降解速度较快，但条件苛 刻，木质素产率也较低，所得木质素价格低廉，纯度较差。 因此，在生产中常采用水-二氧杂环己烷组成的混合溶剂处理酸解 木质素，进而获取较高纯度和分布集中的木质素。
碱法制浆( kraftlignin，KL) 是应用最为广泛的化学制 浆方法，所得木质素被称为“黑液”。通常在150 —180 ℃ 和 高 p H 值 下 采 用 大 量 的 Na OH 和Na2S 水溶液降 解木质素 。
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用亚硫酸盐磺化木质素得到可溶性的木质素磺酸盐 (lignosulfonate，LS) ，进而实现与纤维素和半纤维素的 分离。由于具有较强的亲水性，LS 可用作表面活性剂、胶 黏剂和螯合剂等，但因含碳水化合物和无机盐等杂质，LS 的高附加值利用受到很大限制。另外还有萃取、热裂解、水 热处理等方法。
木质素的应用：
工业木质素主要来源于造纸业的制浆过程，而目前的主要 利用形式仍是直接燃烧用于发电。木质素具有良好的力学强 度、弹性和流变性及较高的碳含量、反应性和化学兼容性， 可望应用于制备建筑材料、液体燃料、合成气、高分子化合 物、芳香族化合物和多种木质素单体等，也可以用于制备分 散剂、乳化剂、填充剂、抗氧化剂、粘合剂、螯合剂、聚电 解质材料和聚合物材料等。
木质素结构的研究方法：
木质素通过 一定的共价键和氢键与纤维素和半纤维素交联在一 起，并且结构中存在大量的羟基，因此木质素可与水形成氢键， 增加在水中的溶解性。此外，羟基也可作为化学反应中的活性位 点。 木质素的主链及其横向交联结构中的刚性基团抑制了分子的流 动性，提高了玻璃化温度( Tg) 。相反地，木质素中大量的侧链 则提高了分子流动性，增加了局部弛豫，可降低Tg。但是，若在 木质素中引入离子基团形成聚电解质木质素，则显著抑制分子流 动性。