木質素化學改性研究

木質素化學改性研究
  常用的功能化化學改性方法有縮合聚合法、烷基化法、烷氧基化法、氧化法等。
     木質素磺酸鹽的聚合反應是改變其結構的一種重要方法。根據反應機理可分為兩類：一類是木質素游離酚羥基與雙官能團或三官能團化合物交聯反應，但需要價格昂貴的交聯劑如鹵化物、環氧化物，此外由于封閉了酚羥基，降低了木質素的水溶性和活性。二是在非酚羥基位置的縮合反應，只需要簡單的化學藥劑，在適宜的條件下即可得到分子量大、水溶性又好的改性木質素產品。此類縮合反應可以在堿性、酸性條件下或與甲醛在酸性條件下的縮合。A.M.Bialski等研究發現，在合成木素磺酸鹽聚合物時，采用單糖作交聯劑比甲醛更容易使木素磺酸鹽分子量加大。G.H.VaderKlashort得出，在堿性溶液中，愈瘡木基型木質素可在5位上導入羥甲基，然后縮去甲醛，形成亞甲基。
     木質素磺酸鹽的酚型結構，使其在酸性催化作用下與甲醛、胺類等發生Mannich反應，在芳環5位上引入烷基胺基團，生成木質素磺酸鹽烷基胺，可大幅度降低油水界面張力。
     木質素磺酸鹽具有較強還原性，可與許多氧化劑如過醋酸、偏高碘酸鹽、過氧化氫、氧氣等反應。許多學者研究了木質素磺酸鹽的氧化反應條件和機理，英國學者G.Wu等研究了在Cu2+和Fe3+催化作用下用H2O2氧化木質素磺酸鹽的催化反應機理。日本辰已憲司研究了在堿性條件下二價鐵鹽與H2O2氧化木質素磺酸鹽更容易低分子化。不同的氧化劑對木質素磺酸鹽的效能也有所不同，張潔等研究了氧化劑對木質素磺酸鹽鉆井處理劑的性能，得出過氧化氫和二氧化猛的氧化產物具有較好的降粘效果。前蘇聯研究者發現，在酸性氧化條件下，亞硝酸鈉可對氧化過程起到催化作用，可使木質素磺酸鹽中的羰基和羧基增加；用PbO2做電極的電化學氧化法可使木質素磺酸鹽中的羧基增加，氧化后木質素磺酸鹽對水泥的分散性能提高。在木質素磺酸鹽的氧化過程中，同時伴隨著縮合反應，Chen.R研究得出，在氧化過程中碳水化合物中的羥基與木質素分子中的羧基、磺酸基以及羰基以縮醛或酮的結構縮合，氧化改性木質素磺酸鹽的分子量顯著加大。
      木質素磺酸鹽的酚羥基還可與環氧丙烷、環氧乙烷，鹵代烷烴發生烷基化反應，在木質素磺酸鹽的酚羥基上引入不同鏈長的烷烴，賦予良好的親水親油性，增強其表面活性，如用氧化丙烯與木素磺酸鹽反應，生成的丙氧基化木質素磺酸鹽具有更低的表面張力、較高的耐鹽性。F.E.Debons將木質素磺酸鹽與鹵代烷反應，向木質素磺酸鹽分子中引入C10-C12碳鏈，改善其親油性，可將其單獨用于趨油。
      G.NazDounglas在高溫及Co還原劑存在下，對木質素磺酸鹽進行烷基化、磺甲基化和氧化等改性，用作采礦地下巖層石油的表面活性劑；韋漢道等研究得出經烷基化改性后的木質素磺酸鹽對鈣離子的絡合能力從40mg/g木素增加到146mg/g木素。此外也有研究者采用木質素磺酸鹽與較弱的親電試劑氨基氯磺酸等反應，以提高其降低表面張力的能力。
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