木質(zhì)素磺酸鹽快速丁酰化改性方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種木質(zhì)素酯化改性方法，更具體地說涉及一種在丁酸酐-氯化膽堿中快速丁?；男阅举|(zhì)素磺酸鹽的方法，屬于天然高分子材料高效利用領域。
【背景技術(shù)】
[0002]木質(zhì)素是一種高度無定形的復雜酚類聚合物，與纖維素、半纖維素構(gòu)成植物細胞壁的主要骨架。全球每年由植物生長可產(chǎn)生約1500億噸木質(zhì)素資源，其在自然界中的含量僅次于纖維素和殼聚糖，位于第三位。到目前為止，木質(zhì)素多被用作鉆井液處理劑、混凝土減水劑、木材膠黏劑等或通過燃燒形式被作為低值能源利用。將木質(zhì)素與石油基聚合物基體復合制備新型合成材料是一種高效充分利用木質(zhì)素副產(chǎn)物的方法，木質(zhì)素在其中可作為共聚物或共聚物的添加劑等。然而，由于木質(zhì)素與石油基聚合物材料之間存在固有的物理和化學性質(zhì)差異，兩者之間的相容性非常差。例如，研究發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素在聚丙烯基體中會發(fā)生非均相成核現(xiàn)象等(Journal of Applied Polymer Science, 2004，91:1435-1442)。
[0003]酯化改性作為一種常規(guī)的降低木質(zhì)素極性的方法，可提高木質(zhì)素與石油基聚合物材料的相容性。研究發(fā)現(xiàn)，丁?；男院蟮哪举|(zhì)素可完全溶于非極性溶劑苯乙烯中，且添加5wt %的丁?；举|(zhì)素可提高復合材料的彎曲強度達40 % (Composites:PartA, 2004，35:327-338 ;B1macromolecules，2005，6:1895-1905)。此外，研究發(fā)現(xiàn)，丁?；男赃€可以提高木質(zhì)素的抗紫外老化性能(Polymer Degradat1n andStability, 2006，91:816-822)。然而，傳統(tǒng)的木質(zhì)素丁?；男酝ǔＰ枰砑痈叨拘缘倪溥蝾惔呋瘎┐龠M反應的進行(Composites:Part A, 2004，35:327-338)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種快速高效丁?；男阅举|(zhì)素磺酸鹽的方法，該方法綠色環(huán)保、成本低。改性后的木質(zhì)素磺酸鹽可作為合成聚合物材料的共聚物或聚合物的添加劑坐寸。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種在丁酸酐/氯化膽堿中快速丁?；男阅举|(zhì)素磺酸鹽的方法，具體步驟為:按照質(zhì)量比木質(zhì)素磺酸鹽:氯化膽堿:丁酸酐為(20-50): (1-20):100的比例，將木質(zhì)素磺酸鹽和氯化膽堿加入到丁酸酐中，油浴條件下，磁力攪拌規(guī)定的時間，反應完成后在冷水浴中淬沒反應，將混合物倒入到抗溶劑中，過濾、洗滌、干燥，得到丁酰化改性木質(zhì)素磺酸鹽。
[0007]1.所述的方法，其中，反應前，氯化膽堿和木質(zhì)素磺酸鹽在50-60°C下真空干燥12h。
[0008]2.所述的方法，其中，反應溫度為90_150°C，反應時間為5_30min。
[0009]3.所述的方法，其中，抗溶劑為乙醇，且丁酸酐和抗溶劑的質(zhì)量比為1: (5-50)。
[0010]本發(fā)明的有益效果是:
[0011]1.在不添加任何有害催化劑的條件下實現(xiàn)木質(zhì)素磺酸鹽的快速丁酰化改性，具有成本低、安全環(huán)保等優(yōu)點；
[0012]2.木質(zhì)素磺酸鹽丁?；男院髽O性降低，從而可提高與合成聚合物基體的相容性。
【附圖說明】
[0013]圖1是木質(zhì)素磺酸鹽在丁酸酐-氯化膽堿中的反應原理圖。
[0014]圖2為木質(zhì)素磺酸鹽、對比例和實施例1、2、3中改性木質(zhì)素磺酸鹽的紅外譜圖。實施例中改性木質(zhì)素磺酸鹽的紅外譜圖與木質(zhì)素磺酸鹽、對比例中改性木質(zhì)素磺酸鹽的紅外譜圖相比，3362cm1附近的羥基(0-H)吸收峰強度降低且發(fā)生藍移，2935cm 1附近的甲基和亞甲基碳氫(C-Η)伸縮振動吸收強度、1732cm1處酯基的羰基(C = 0)吸收強度以及1134cm1處代表碳氧(C-0)的吸收峰強度都有所提高，說明實驗條件下在丁酸酐中木質(zhì)素磺酸鹽不能發(fā)生丁酰化反應，而在丁酸酐-氯化膽堿中發(fā)生了明顯的酯化反應。
【具體實施方式】
[0015]以下通過具體實施例對本發(fā)明進行說明，但不以任何形式限定本發(fā)明。
[0016]對比例
[0017]稱取8g 丁酸酐加入到反應瓶中，加入2g干燥的木質(zhì)素磺酸鹽，在120°C條件下磁力攪拌20min，冷卻后將反應產(chǎn)物逐滴添加到10倍質(zhì)量的乙醇中，減壓抽濾，濾渣用乙醇充分洗滌，60°C下干燥12h，得到丁酰化改性木質(zhì)素磺酸鹽。
[0018]實施例1
[0019]稱取8g 丁酸酐加入到反應瓶中，加入2g干燥的木質(zhì)素磺酸鹽和0.4g氯化膽堿，在120°C條件下磁力攪拌lOmin，冷卻后將反應產(chǎn)物逐滴添加到10倍質(zhì)量的乙醇中，減壓抽濾，濾渣用乙醇充分洗滌，60°C下干燥12h，得到丁?；男阅举|(zhì)素磺酸鹽。
[0020]實施例2
[0021]稱取8g 丁酸酐加入到反應瓶中，加入2g干燥的木質(zhì)素磺酸鹽和0.8g氯化膽堿，在120°C條件下磁力攪拌5min，冷卻后將反應產(chǎn)物逐滴添加到10倍質(zhì)量的乙醇中，減壓抽濾，濾渣用乙醇充分洗滌，60°C下干燥12h，得到丁?；男阅举|(zhì)素磺酸鹽。
[0022]實施例3
[0023]稱取8g 丁酸酐加入到反應瓶中，加入2g干燥的木質(zhì)素磺酸鹽和0.8g氯化膽堿，在120°C條件下磁力攪拌lOmin，冷卻后將反應產(chǎn)物逐滴添加到10倍質(zhì)量的乙醇中，減壓抽濾，濾渣用乙醇充分洗滌，60°C下干燥12h，得到丁?；男阅举|(zhì)素磺酸鹽。
【主權(quán)項】
1.一種木質(zhì)素磺酸鹽快速丁?；男苑椒ǎ涮卣髟谟?，按照質(zhì)量比木質(zhì)素磺酸鹽:氯化膽堿:丁酸酐為(20-50): (1-20):100的比例，將木質(zhì)素磺酸鹽和氯化膽堿加入到丁酸酐中，油浴條件下，磁力攪拌規(guī)定的時間，反應完成后在冷水浴中淬沒反應，將混合物倒入到抗溶劑中，過濾、洗滌、干燥，得到丁酰化改性木質(zhì)素磺酸鹽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素磺酸鹽快速丁?；男苑椒?，其特征在于反應前將木質(zhì)素磺酸鹽和氯化膽堿在50-60°C條件下真空干燥12h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素磺酸鹽快速丁?；男苑椒?，其特征在于反應溫度為90-150°C，反應時間為 5-30min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的木質(zhì)素磺酸鹽快速丁?；男苑椒?，其特征在于抗溶劑為乙醇，且丁酸酐和抗溶劑的質(zhì)量比為1:(5-50)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種木質(zhì)素磺酸鹽快速丁酰化改性方法，該方法包括以下步驟：將木質(zhì)素磺酸鹽和氯化膽堿加入到丁酸酐中，油浴條件下磁力攪拌規(guī)定的時間；反應結(jié)束后，在冷水浴中冷卻混合物至室溫，倒入抗溶劑中；過濾、洗滌、干燥，得到丁酰化改性木質(zhì)素磺酸鹽。本發(fā)明利用丁酸酐-氯化膽堿對木質(zhì)素磺酸鹽進行丁?；男?，操作方法簡單、費用低、安全環(huán)保，符合綠色生產(chǎn)的要求，改性后木質(zhì)素磺酸鹽的極性降低，可進一步改善與合成高分子聚合物基體的相容性。
【IPC分類】C08H7/00
【公開號】CN105461936
【申請?zhí)枴緾N201410465535
【發(fā)明人】李利芬, 胡英成
【申請人】東北林業(yè)大學
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年9月12日