離子液體[BMIm]Cl中木質素的氧化及環(huán)氧樹脂合成.pdf

1、木質素在自然界中的含量僅低于纖維素，是目前已知第二大可再生資源。截至目前，每年由工業(yè)所產生的木質素得到有效利用的不到總的工業(yè)木質素的5％，絕大部分都在工業(yè)廢水中被當做污水排放出去，這造成了木質素資源的極大浪費，并且含有木質素的工業(yè)廢水的排放也會對環(huán)境造成嚴重的破壞。因此，近年來，木質素在材料應用方面的研究受到了人們的廣泛重視，國內外學者通過改變木質素的結構，提高木質素的反應活性，進而替代部分石化工產品去合成一些高分子材料。
　　本

2、文通過結合木質素的理化性質及化學結構特點，在綜合文獻的基礎上使用工業(yè)堿木質素(LG)為原料，使用離子液體[BMIm]Cl替代傳統(tǒng)有機溶劑，使用H2O2作為氧化劑對木質素進行氧化改性，得到氧化木質素(OLG)。然后使用改性后的氧化木質素(OLG)與環(huán)氧氯丙烷(ECH)在堿性催化條件下進行環(huán)氧化反應合成木質素基環(huán)氧樹脂(LGEP)，根據實驗測定的LGEP的環(huán)氧值為基準，探究不同反應條件對LGEP合成反應的影響，并建立自催化反應模型對LGEP

3、的固化反應過程進行初步的動力學分析。
　　首先，將原料堿木質素進行預處理，通過干燥，粉碎和篩選后，使用堿溶酸沉工藝對堿木質素進行提純，將經過處理提純的木質素使用離子液體[BMIm]Cl替代傳統(tǒng)有機溶劑在70℃的條件下將其溶解2h，使用H2O2作為氧化劑對溶解的木質素進行氧化改性，氧化時間為2h，氧化溫度為80℃，得到氧化木質素(OLG)。
　　其次，以OLG為原料，參照雙酚A型環(huán)氧樹脂的合成原理將OLG與環(huán)氧氯丙烷(ECH)

4、在NaOH堿性條件下進行環(huán)氧化反應，得到產物木質素基環(huán)氧樹脂(LGEP)，將產物經過FT-IR紅外表征分析表明，LG與ECH發(fā)生環(huán)氧化反應，反應成功合成LGEP。設計三水平四因素的正交實驗，以環(huán)氧值為響應值，分別考察ECH的用量，反應溶液的PH值，反應時間以及反應溫度這四個影響因素對環(huán)氧化反應的影響，探究最佳合成工藝，得到LGEP的最佳合成條件為: m(ECH)∶m(OLG)=6∶1，PH=9，反應溫度=115℃，反應時間=6h，在此條

5、件下經過環(huán)氧化反應生成的LGEP的環(huán)氧值為0.363。在此工藝條件的基礎下，設定單因素實驗對合成的LGEP進行其他各項性能的測定，測得吸水率為0.472，粘度為6.63P，固含量為51％。
　　最后，將合成的LGEP進行固化反應，固化過程使用的固化劑為鄰苯二甲酸酐，反應促進劑為三乙胺，建立自催化反應模型對固化過程進行動力學分析，根據固化動力學方程求得LGEP的最佳固化溫度為T=502.52K，在此條件下求得當固化度α=95％時，所