【摘 要】
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木质素是自然界中储量丰富的唯一可再生的芳香化合物,然而由于木质素分子结构的复杂性以及提取工艺的繁琐性,木质素资源没有得到充分的利用。随着社会生产力的快速发展,生物质资源的高值化利用与研究逐渐成为人们关注的焦点。本文从木质素高值化利用角度出发,以有机溶剂型木质素为原材料,采用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合（ARGETATRP）方法,制备出两种木质素基接枝共聚物:木质素聚甲基丙烯甲酯共聚物（
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木质素是自然界中储量丰富的唯一可再生的芳香化合物,然而由于木质素分子结构的复杂性以及提取工艺的繁琐性,木质素资源没有得到充分的利用。随着社会生产力的快速发展,生物质资源的高值化利用与研究逐渐成为人们关注的焦点。本文从木质素高值化利用角度出发,以有机溶剂型木质素为原材料,采用电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合（ARGETATRP）方法,制备出两种木质素基接枝共聚物:木质素聚甲基丙烯甲酯共聚物（OL-g-PMMA）、木质素接枝聚双丙酮丙烯酰胺和聚丙烯酸羟丙酯共聚物（LDPH）。首先,通过ARGETATRP法将木质素酯化改性制备成木质素大分子引发剂（OL-Br）,然后与甲基丙烯酸甲酯（MMA）反应,获得了以木质素为核心,MMA为侧链的星形木质素基接枝共聚物。本文采用傅里叶红外（FT-IR）、高效凝胶色谱（SEC）和核磁共振氢谱（1HNMR）表征共聚物的分子结构;差示扫描量热法（DSC）、热重分析（TG）、万能力学试验机和紫外可见-分光光度计（Uv-vis）分别表征共聚物的热学、力学以及光学性质。上述表征结果描述了 OL,OL-Br和OL-g-PMMA共聚物的化学结构,证实了 OL-g-PMMA共聚物的分子量远高于OL和线性PMMA,表明成功制备出OL-g-PMMA共聚物。此外,研究得出木质素的引入有利于提高OL-g-PMMA共聚物的玻璃化转变温度和热稳定性。更重要的是,木质素的引入不仅提升了 OL-g-PMMA共聚物的力学强度,而且赋予了共聚物紫外吸收性能。其次,通过ARGETATRP法,设计了一种具有自愈合性质的木质素基接枝共聚物（LPDH）。采用类似的结构表征方法证实了成功制备出接枝共聚物,且木质素的质量分数可以调控接枝共聚物的力学强度,随着木质素质量分数的增加,接枝共聚物的力学强度呈下降趋势。在制备出的系列共聚物中,L10-PDH2不仅具有较好的力学强度而且拥有最佳的自愈合性能,24小时后愈合效率达到86%,愈合力学强度达到5.35±0.68MPa,愈合断裂能达到9.01±1.96KJ m-3。本文以有机溶剂型木质素为原材料,采用ARGETATRP方法成功制备出两种木质素基接枝聚合物。其中OL-g-PMMA共聚物具有良好的机械性能且可吸收紫外线,而L10-PDH2共聚物具有良好力学强度的同时表现出高效的自愈合能力。上述两种功能性木质素基共聚物的制备拓展了木质素增值利用途径,为进一步开发出功能性生物质基聚合物提供了良好范例。
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