木质素与环氧氯丙烷合成工艺研究开题报告

1. 研究目的与意义

木质素是一种环境友好的生物质可再生资源,通过磺化、羟甲基化、酚化、氧化、胺化、接枝共聚、脱甲基化等化学反应改性,可改善木质素的性质,广泛应用于脲醛树脂、酚醛树脂、聚氨酯、环氧树脂及离子交换树脂等合成树脂材料中，这就为将其用于环氧树脂合成创造了条件。木质素用于环氧树脂合成有利于实现木质素的高值化利用；且木质素的化学改性利用及其在合成树脂中的应用技术进展，不仅会带来合理利用资源的好处,还将有力地促进如造纸废液的治理,在很多范围内有很好的社会效益。

2. 国内外研究现状分析

随着人类对环境污染和资源危机等问题的认识不断深入,天然高分子所具有的可再生、可降解等性质日益受到重视。废弃物的资源化与可再生资源的利用,是当代经济与社会发展的重大课题。在自然界中,木质素的储量仅次于纤维素,而且每年都以500亿吨左右的速度再生。制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素,同时得到5000万吨左右的木质素副产品[1-2],但迄今为止,超过95%的木质素仍以黑液直接排入江河或浓缩后烧掉,很少得到有效利用，有效地利用木质素具有重大经济价值和社会意义[3]。

化石能源的日益枯竭、木质素的丰富储量、木质素科学的飞速发展决定木质素的经济效益的可持续发展性。木质素成本较低，木质素及其衍生物具有多种功能性，可作为分散剂、吸附剂、解吸剂、石油回收助剂、沥青乳化剂，木质素对人类可持续发展最为重大贡献就在于提供稳定、持续的有机物质来源，其应用前景十分广阔。

kimjw等研究了煤与造纸黑液的共液化，他们认为木质素的热解形成苯氧自由基，以及其它反应性自由基在低温下对于煤基有很重要的热解作用。akashba等研究了煤与木质素共液化动力学。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

①以改性木素为主要原料，与环氧氯丙烷作用进行醚化开环反应，进行开环反应工艺研究；

②碱性条件下闭环制得改性木素环氧树脂，对闭环反应进行工艺研究；

4. 研究创新点

木质素分子结构中存在较多潜在的反应活性中心，且研究表明,利用木质素可合成多种高分子材料并具有生物可降解、环境友好等特点。不同来源的木质素由于分子结构复杂,化学组成、分子质量差异较大,导致利用木质素合成高分子材料的方法及材料性能的稳定性存在很大差异,从而限制了木质素在高分子材料领域的大规模工业化应用。

根据木质素自身的化学结构、组成等特点,选择适当的生物、化学方法有针对性地对不同来源的木质素适当降解并加以改性,提高木质素相对分子质量分布的均一性以及在不同反应介质中的相容性、反应活性,同时通过复配技术改善木质素基高分子材料的性能,将是今后实现木质素在高分子材料中大规模高附加值、高性能化应用的技术关键。