木质素两亲聚合物的化工理论和技术-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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木质素两亲聚合物的化工理论和技术

项目名称：木质素两亲聚合物的化工理论和技术
项目类别：国家杰出青年科学基金
批准号：20925622
申请代码：B061201
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2010-01-01-2013-12-31

项目负责人：邱学青
负责人职称：教授
依托单位：华南理工大学
批准年度：2009

中文摘要：

在可再生资源－工业木质素高效利用的研究领域，提出了对造纸制浆废液中回收的木质素磺酸盐改性的关键科学问题，研究了木质素磺酸盐表面物化理论，建立了其在固体颗粒表面的吸附模型；探索了强化吸附分散性能的新方法，研制出性能优异的木质素磺酸盐系混凝土高效减水剂、缓蚀阻垢剂和水煤浆分散剂等高附加价值的精细化工产品。整体技术水平达到国际先进，部分技术达到国际领先，推动了木质素可再生资源的高效利用及造纸行业的可持续发展。主持了"863""十一五""粤港招标"等多个科技项目，创建了广东省"木质素可再生资源产学研结合示范基地"，近五年发表学术论文110篇，被SCI和EI收录65篇次，申请中国发明专利18项(已授权9项)。获得国家技术发明二等奖1项、省部级科技奖励7项。在杰青项目的支持下将在木质素系两亲聚合物的微结构、界面吸附过程基础研究方面及其作为高效分散剂的应用基础方面取得新突破。

中文主题词：木质素；微结构；吸附；分散；

英文摘要：

lignin；microstructure；adsorption；dispersion；

英文主题词： lignin；microstructure；adsorption；dispersion；

结论摘要：

本研究以来源于制浆废液中的工业木质素为原料，通过化学改性和生物改性制备了一系列具有不同结构特征的木质素两亲聚合物，并研究了木质素两亲聚合物聚集行为、吸附特征、分散性能和应用前景。主要创新性结果如下（1）碱木质素芳香环间的π-π相互作用为其聚集的主要驱动力，在溶液中的聚集是导致其反应活性、反应效率与产物接枝率低、改性难度大的主要原因。（2）发现木质素两亲聚合物在水溶液中并非真溶液，而是由单分子和聚集体组成。木质素两亲聚合物的聚集程度可通过分子量、磺化度和溶液条件（浓度、离子强度、pH值、极性添加物等）进行调控。（3）发现木质素磺酸钠具有奇异的温敏效应。动态光散射研究木质素磺酸盐的溶液行为时，除了单分子对应的快模式峰外，还有由聚电解质效应和聚集效应共同引起的慢模式峰。木质素磺酸盐的聚电解质效应引起的慢模式峰刚好和聚集体的慢模式峰重叠。木质素磺酸钠在38℃条件下，分子量急剧增加。动态光散射监控下，除掉慢模式峰的木质素磺酸钠单分子溶液在这个温度以上，慢模式峰又在消失的位置重新出现。（4）采用预处理技术打开碱木质素在水中的聚集结构，大幅度提高反应活性和反应效率，然后通过接枝反应增加活性点增大磺化度，通过醚化和缩聚反应增大分子量，制备了羧酸型和磺酸型分子量可控的木质素两亲聚合物。(5) 通过自组装技术，实现木质素两亲聚合物的微结构从无序到有序的转化，制备了木质素纳米胶束。利用木质素两亲聚合物的各种分子间相互作用，将之与纳米二氧化硅一起共沉复合，制备出二氧化硅/木质素纳米复合材料。(6)研究了木质素两亲聚合物在不同固体颗粒上的吸附与分散之间的关系，揭示了木质素两亲聚合物的分散机理。以提高其在分散颗粒表面的分散性能为目标，优化了制备木质素系混凝土高效减水剂、水煤浆分散剂、陶瓷分散剂的技术路线。

成果综合统计