改性木质素磺酸盐/丙烯酸酯共聚乳液的制备研究

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:ding_zh
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随着人类对环境污染的和资源危机等问题的认识不断深刻,天然高分子所具有的可再生性、可降解性等性质日益受到重视。自然界中木质素的储量仅次纤维素,而且每年以500亿吨的速度再生。制浆造纸工业每年得到5000万吨左右的木质素副产品,绝少得到高效利用。因此,利用木质素代替部分石油化工产品合成高分子具有重大的理论意义和实践意义。 为了提高木质素磺酸盐的接枝反应能力,分别选用了马来酸酐和丙烯酰氯对木质素磺酸盐进行酯化改性,并对马来酸酐改性木质素磺酸盐的反应条件进行了三因素三水平的正交实验,得到最优试验条件为:反应温度165℃,反应物比例23%,反应时间10min,在此条件下产物双键含量达到3.3mmol/g;另外采用丙烯酰氯对木质素磺酸盐进行了改性,不仅产物双键含量达到4.0mmol/g,而且反应温度低,反应速度快,反应过程中不会因为高温而破坏木质素分子结构。 分别采用木质素磺酸盐、马来酸酐改性木质素磺酸盐、丙烯酰氯改性木质素磺酸盐作为原料,AA、MMA、BA作为接枝单体,按照乳液聚合工艺,合成共聚乳液。当未改性的木质素磺酸盐的用量为16.7%和20%时,在接枝反应后,其木质素转化率在20%—25%,接枝效率仅为26.3%左右;而用改性过的木质素磺酸盐,木质素转化率均可达到60-80%,接枝效率可达到72.6%。 通过应力应变实验,三种不同原料所制备的聚合物断裂伸长依次为:丙烯酰氯改性LS聚合物>马来酸酐改性LS聚合物>LS聚合物;DSC分析结果表明改性后所得聚合物的相容性大小为:丙烯酰氯改性聚合物好于马来酸酐改性聚合物;从电镜照片上可以看出,改性后所得聚合物乳液中乳胶颗粒粒径大小为:丙烯酰氯改性聚合物大于马来酸酐改性聚合物。 所有的木质素磺酸盐与丙烯酸酯单体反应所制得的胶粘剂对木材/木材的胶结强度均比未加木质素的丙烯酸酯胶粘剂的胶结强度有所下降,但是,马来酸酐改性LS与单体比例为1:5所制备的聚合物和丙烯酰氯改性LS与单体比例为1:5和1:4所制备的聚合物的胶结强度和木破率比空白样略有下降,因此可合成较为满意的胶粘剂。
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