木质素是一种储量丰富、可再生的重要资源,开发木抽素资源在人类文明面临资源紧 张的今天具有重要的战略意义.作者认为木质素基环氧树脂有可能在最在程度上保留木质素的单元结构和单元间键接结构,因此选择以木质素磺酸钙为原料,采用先酚化再环氧化的方法合成木质素基环氧树脂.论文对此合成路线的可性性加以验证,并研究了合成过程中得到的木质衍生物的结构和性能.论文研究内容依次包括:对木质素衍生物的表征进行论述了,分析拟采用方法的种类和理由,并对所用原料木质素磺酸钙进行分子结构表征;采用苯酚--硫酸法对木质素磺酸钙进行酚化改性,用红外光谱和核磁共振谱进行酚化程度、酚化类型和化学结构表征,研究反应机理和不同反应条件对酚化反应的影响,了解苯酚和硫酸在反应中的作用;根据酚化木质素磺酸钙与木质素磺酸钙的红外光谱、核磁共振谱的区别以及反应机理确定木质素磺酸钙及其衍生物红外光谱中部分红外峰的归属;以酚化木质素磺酸钙为原料,用环氧氯丙烷在碱催化作用下进行环氧化合成环氧树脂,研究产物的分子结构和解释反应同时生成液、固两种木质素基环氧树脂的原因;采用升温红外光谱法、升温DSC法和TG法研 究木质素磺酸钙及其酚化产物的热行为,分析热行为的发生原因及与分子结构之间的关系;研究木质互基环氧树脂的固化行为,分别采用酸酐和咪唑固化体系进行研究,测定不同升温DSC固化曲经和升温红外光谱,分析固化反应动力学和反应机理;提出新的动力学分析方法---"一般法",比较其与假设反应活化能固定的分析方法结果的差异;对木质素基环氧树脂咪唑固化浇铸体的力学性能、电学性能和耐热性能进行测定和比较,同是研究木质系基环氧树脂与E51环氧共混后固化体系的性能变化.该论文在以下方面有创新之处:1.对木抽素磺 酸钙酸化液-水-苯酚-硫酸体系的反应进行较为详细的研究,得到酚化条件与酚化效果的影 响关系,了解各组分物质在反应中的作用和相应反应条件;2.确定木质素磺酸钙及其衍生物的红外光谱中一些重要峰的归属;3.发现木质素磺酸钙及其衍生物的特殊热行为现象,并提出解释;4.表征得到合成的液、固两种木质素基环氧树脂的主要分子结构,并解释其形成机理;5.发现木质素基环氧树脂的特殊热机械行为及与一般环氧共混共混之后的应用效果;6.提出一种新的固化动力学分析方法.7.研究新型木质素基环氧树脂的固化动力学和固化机理,表明其固化与双酚A环氧基本类似.