丙烯酰氯改性木质素模型物制备丙烯酸单体及聚合活性分析

以木质素模型化合物二氢丁香酚(DH)为原料,利用丙烯酰氯(AC)进行接枝改性制备丙烯酸二氢丁香酚酯(DH-AC)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、核磁共振氢谱(1H-NMR)和凝胶色谱(GPC)等分析手段研究了丙烯酸二氢丁香酚酯的结构以及聚合活性。FTIR结果表明二氢丁香酚经过丙烯酰氯改性后,3 495 cm-1为酚羟基伸缩振动吸收峰完全消失,在1 762 cm-1处有新的酯基峰生成,同时在1 631和981 cm-1出现CC的特征吸收峰,表明丙烯酸酯官能团已成功接枝到二氢丁香酚上。1H-NMR分析结果显示DH-AC在δ=5.6的酚羟基质子峰完全消失,同时在δ=6.0,6.4和6.7出现了三个不同的质子峰,这主要是由于乙烯基CHCH₂结构的引入,该结果进一步证明目标产物丙烯酸二氢丁香酚酯结构的正确性。GC-MS结果表明目标产物丙烯酸二氢丁香酚酯的纯度为98.63%。GPC结果显示DH-AC在偶氮二异丁氰(AIBN)作为引发剂的存在下,DH-AC可以发生聚合反应,均聚物相对分子质量结果为：Mw(37400),Mn(23400),Mw/Mn=1.60,表明丙烯酸二氢丁香酚酯单体具有高的聚合活性。丙烯酸二氢丁香酚酯(DH-AC)的制备和性能研究为开发新型木质素基高分子材料奠定了理论基础。     

水热法碱活化生物质乙醇木质素的化学结构变化

为了提高生物质乙醇木质素的反应活性,采用水热法在四种不同碱性条件下对生物质乙醇木质素进行催化活化处理。运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、凝胶色谱(GPC)和有机元素分析手段研究了生物质乙醇木质素被四种碱(NaOH, KOH, K₂CO₃和Na₂CO₃)催化活化前后木质素的化学结构以及组分变化。FTIR结果表明生物质乙醇木质素碱经处理后,木质素的酚羟基特征吸收峰1 375 cm-1都有明显增大趋势,醚键振动吸收峰1 116 cm-1减弱,1 597和1 511 cm-1处苯环骨架振动吸收峰强度变化很小;1H-NMR分析结果表明酚羟基含量都有增大趋势,增加顺序为：KOH>NaOH>K₂CO₃>Na₂CO₃,其中KOH处理后的木质素酚羟基含量增加量为原木素的170%。这由于离子半径大的钾离子更容易与木质素β—O—4醚键上的氧形成加和物,进而发生醚键断裂反应,生成新的酚结构衍生物。GPC 表明生物质乙醇木质素碱处理后分子量分布向低分子区域扩展, 数均和重均分子量减小。元素分析结果显示木质素经过水热反应处理后,C含量都有所增加,而H和O含量则降低了,表明木质素经水热反应处理过程中有脱羧基作用,同时蛋白质的含量也有所降低,提高了木质素的纯度。这都有利于直接将木质素用于制备酚醛树脂胶黏剂。