鄒陽雪　狄玉麗

【摘 要】文章用過氧化氫為氧化劑、氫氧化鐵為催化劑，制備羥基化改性木質(zhì)素磺酸鈉（HLS）。再用羥基化木質(zhì)素磺酸鈉為原料，丙烯酸（AA）為單體，過硫酸鉀（KPS）為引發(fā)劑，在水溶液環(huán)境中進(jìn)行接枝反應(yīng)制備羥基化木質(zhì)素磺酸鈉接枝丙烯酸共聚物（HLS-AA）。研究了溫度對(duì)接枝產(chǎn)率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度70℃，在該條件下羥基化木質(zhì)素磺酸鈉的接枝產(chǎn)率最大產(chǎn)率為121%。對(duì)羥基化木質(zhì)素磺酸鈉的接枝改性提高了其化學(xué)活性，為木質(zhì)素磺酸鈉開發(fā)利用提供了新的方向。

【關(guān)鍵詞】木質(zhì)素磺酸鈉;過氧化氫;丙烯酸;接枝改性

中圖分類號(hào)： O647.3;X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）19-0083-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.19.038

0 前言

自東漢蔡倫發(fā)明造紙術(shù)一來，我國(guó)對(duì)紙的應(yīng)用越來越廣泛，如課本、衛(wèi)生紙、包裝袋等，可以說在生活中無處不在。但是造紙必然要產(chǎn)生大量的制漿造紙廢液[1-3]，而來自廢液的木質(zhì)素磺酸鈉是自然界中第二大可再生資源[6]，將“黑液”排放或焚燒造成了極大的浪費(fèi)和環(huán)境污染。

對(duì)木質(zhì)素磺酸鈉的開發(fā)利用通常是將其制成復(fù)合材料，比一般的材料具有更加耐磨、耐水、耐化學(xué)腐蝕、不易燃燒的優(yōu)勢(shì)，木質(zhì)素磺酸鈉分子中活性基團(tuán)種類多，但是不均一，故而進(jìn)行接枝改性，使其官能團(tuán)活性更均一，與其他材料相容性更大[4]。文章用木質(zhì)素磺酸鈉為原料，氫氧化鐵為催化劑，過氧化氫為氧化劑，對(duì)木質(zhì)素磺酸鈉進(jìn)行羥基化改性，以增多接枝活性位點(diǎn)[5-7]。再用羥基化木質(zhì)素磺酸鈉與丙烯酸接枝共聚，提高木質(zhì)素磺酸鈉利用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器

主要實(shí)驗(yàn)材料有木質(zhì)素磺酸鈉、丙烯酸、過硫酸鉀、氫氧化鈉、稀鹽酸、氫氧化鐵、過氧化氫、亞硫酸氫鈉。主要儀器有FTIR-650型傅里葉變換紅外光譜儀、SHZ-D（Ⅲ）型循環(huán)水式真空泵、101型電熱鼓風(fēng)烘箱。

1.2 實(shí)驗(yàn)原理

1.2.1 傅里葉變換紅外光譜分析（FTIR）

采用FTIR-650型傅里葉變換紅外光譜儀，制備光譜純溴化鉀（KBr）壓片測(cè)投射紅外光譜，設(shè)置掃描范圍為4000-400cm-1，掃描次數(shù)為32次，分辨率為4cm-1。

1.2.2 制備過程

將10g木質(zhì)素磺酸鈉、0.2g催化劑裝入三口燒瓶中，50℃下逐漸滴加50ml過氧化氫，反應(yīng)1h后，制得HLS。將10g羥基化改性木質(zhì)素磺酸鈉、0.2g引發(fā)劑裝入三口燒瓶，再取10ml丙烯酸于恒壓滴液漏斗中，調(diào)節(jié)滴液速率為3滴/s。調(diào)節(jié)水浴鍋溫度，反應(yīng)3h后，制得HLS-AA，計(jì)算接枝產(chǎn)率。

W為接枝改性產(chǎn)率，M0為接枝改性的質(zhì)量，M1為不添加丙烯酸，其余實(shí)驗(yàn)條件與接枝改性相同的產(chǎn)物質(zhì)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 溫度對(duì)接枝率的影響

由表1分析可知，反應(yīng)初期隨溫度升高接枝率增大，此時(shí)反應(yīng)體系中的單體活性逐步增大，反應(yīng)速度加快;當(dāng)溫度超過70℃時(shí)，引發(fā)劑活性不再增大，有副反應(yīng)發(fā)生，體系中各基團(tuán)的活性也在降低，從而致使接枝產(chǎn)率降低。因此，最佳反應(yīng)溫度為70℃時(shí)有最大接枝率為121%。

2.2 HLS-AA的紅外表征

圖1的a曲線為木質(zhì)素磺酸鈉，b曲線為HLS-AA。對(duì)比紅外光譜圖可知：a曲線中有木質(zhì)素磺酸鈉特征峰，例如1283cm-1和1038cm-1的磺酸基特征峰，1116cm-1為苯環(huán)上-CH的面內(nèi)變形振動(dòng);b曲線中1690cm-1附近出現(xiàn)明顯羰基C=O的伸縮振動(dòng)峰，并且1145cm-1附近的醚鍵C-O伸縮振動(dòng)峰增強(qiáng)，3400cm-1附近的羧基-OH伸縮振動(dòng)峰增強(qiáng)[6-8]，其它特征峰沒有明顯改變。表明羥基化木質(zhì)素磺酸鈉成功與丙烯酸發(fā)生接枝反應(yīng)，并保留了木質(zhì)素磺酸鈉原有骨架。

3 結(jié)論

（1）隨著溫度升高，HLS-AA接枝率增大，當(dāng)溫度超過70℃時(shí)，由于引發(fā)劑活性不再增大以及發(fā)生副反應(yīng)，接枝率反而下降。因此最佳反應(yīng)溫度為70℃時(shí)有最大接枝率為121%。

（2）紅外結(jié)果表明羥基化木質(zhì)素磺酸鈉與丙烯酸發(fā)生了接枝反應(yīng)，并保留了木質(zhì)素磺酸鈉原有的基本骨節(jié)結(jié)構(gòu)。

【參考文獻(xiàn)】

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