《低共熔離子液體催化活化木質素改性膠黏劑的研究》是依託南京林業大學，由連海蘭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低共熔離子液體催化活化木質素改性膠黏劑的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：連海蘭
- 依託單位：南京林業大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
麥草鹼木素來自於製漿造紙工業廢液,是極具潛力的可再生資源,利用其代替石油產品作為合成膠粘劑的原料是發展趨勢。但由於木質素分子量分布不均,結構複雜,反應活性低,用其做膠粘劑存在膠合強度低，耐水性差且生產能耗大等問題無法推廣。低共熔離子液體是由兩種或多種成分組成的低共熔混合物，其合成原料均為很常見的化合物，來源豐富且價格低廉、易生物降解、無環境副作用，已成為綠色化學化工領域新的研究熱點。本項目通過分子結構設計，將固體有機分子和離子型化合物按照一定比例混合，得到室溫下呈液態的集溶解、降解及催化作用於一體的低共熔離子液體，用其將麥草鹼木素大分子碎片化，增加反應活性點，提高反應活性，並不經分離將其直接用於木材膠粘劑的改性研究中。旨在從理論上找到綠色環保、簡單可行的廢液木素綜合利用的突破口，降低膠粘劑的生產成本，減少游離醛與游離酚污染，充分實現變廢為寶的目的，為其今後的產業化套用理論依據。
結題摘要
項目針對木質素結構與性能的複雜性，通過設計不同分子結構的低共熔離子液體（DES），篩選出熔點較低，具有集溶解、降解、催化於一體的多功能DES，並用其對不同的木質素進行結構控制，闡明其木質素碎片化的實質，從而有效控制酚羥基數量和可交聯的游離空位（鄰、對位）的數量，阻止游離酚羥基的絮聚，最佳化其使用性能。結果發現針對不同的木質素，採用不同的DES的作用機理完全不同，回收得到的木質素的性能也發生了不同的變化，其套用方式也有所不同：（1）尿素/氯化鋅DES改性後的麥草鹼木質素結構基本被破壞，回收的木質素與大量的ZnO相連線，因此將其用於酚醛樹脂的固化促進劑，可明顯縮短PF樹脂的凝膠時間，增加樹脂的耐熱性；（2）乙醯胺/氯化鋅、氯化膽鹼/氯化鋅、氯化膽鹼/尿素、氯化膽鹼/丙三醇等四種DES體系可將木質素部分碎片、活化，用其可代替部分苯酚用於PF 樹脂的合成，其中經氯化膽鹼/氯化鋅體系處理後的木質素的替代量可達40%；（3）藉助乙醯胺/氯化鋅、ChCl/苯酚DES的溶劑化、催化、活化等多重協同作用，處理木質素後可不經分離直接代替部分苯酚與甲醛加成，減少了木質素的分離與再生步驟，製備工藝簡單，反應易於控制，所製備的樹脂仍具有良好的性能；（4）氯化膽鹼/丙三醇DES體系處理木質素磺酸鈉可用於水性環氧樹脂的乳液分散劑、用氯化膽鹼/尿素DES處理酶解木質素可充分利用其胺基和羥基實現對環氧樹脂多重協同固化劑作用等。另外項目還圍繞DES溶解生物質原料的特點展開了提取絲瓜絡纖維素和蝦殼中甲殼素的研究。項目的研究結果從多角度推動低共熔離子液和工業木質素套用的發展，促進制漿造紙廢液污染治理。項目已發表第一標註學術論文15篇，其中SCI收錄5篇，EI收錄1篇，SCD收錄9篇，申請國家發明專利6項，其中已授權國家發明專利2項，出版學術編著1部，參加學術會議20人次，並做口頭報告10次。另外尚有4篇SCI和1篇中文論文已投稿待發表。
