环境友好的木素共聚均一树脂及制法和用途制造技术

本发明专利技术涉及一种环境友好的木素共聚均一树脂及制法和用途，属含木质素材料的组合物技术领域。本发明专利技术产品的组分重量比为：高纯木素３０～８０、有机单体１０～４０、引发剂２～１０、交联剂２～１０、分散剂１～５、分散相溶剂１００～３００、活化剂１～３。一步法制备是将各组分混合后聚合后，经洗涤、干燥，即得产品。两步法是先用木素与有机单体在引发剂存在下得到生产均一树脂用的“种子”；再用“种子”与木素、有机单体在引发剂作用下进行聚合后，经洗涤、干燥得产品。本发明专利技术产品经磺化可生产可降解酸性阳离子交换树脂；经氯甲基化、季胺化可生产可降解碱性阴离子交换树脂；经发泡处理可生产可发性木素树脂，用作各种可降解发泡材料。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术涉及环境友好的木素共聚均一树脂及制法和用途，属于含木质素材料的组合物。是天然木质素的改性及新产品开发。
技术介绍
地球上天然植物材料-木素的数量仅次于纤维素，估计每年全世界由植物生长可产生1500亿吨木素。人类利用纤维素已有几千年的历史，而木素真正开始研究是1930年以后的事，而且至今没有很好的利用，大自然提供给人类的大宗资源，每年白白浪费掉了。木质纤维素物质三大组分中，只有木素没有获得有效利用，而且成为相关工业应用中的障碍物和环境污染物，因此木素资源的利用无论从自然界碳素循环还是人类社会可持续发展角度看意义都非常重大。木素的主要特征是低粘度，其特征粘度仅为高聚糖的1/40，为合成线性高聚物的1/4，分子形状处于Einstein球和紧密卷曲体之间。木素分子结构中存在的芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团，这些活性基团使分离获得的木素具有较大的阳离子交换容量，正是由于木素的分子结构中存在上述的活性基团，木素可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解、光解、生物降解、酰化、磺化烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应。同时，由于木素是形成土壤腐殖质的核心物质，木素及其衍生物在自然环境中最终分解代谢产物为CO2，具有优良的环境友好特性。充分利用我国丰富宝贵的木素资源，有利于实现生态效益、社会效益和经济效益三者的统一，对经济与社会可持续发展有重要的应用前景和意义。
技术实现思路
1、专利技术目的 本专利技术的目的是提供一种以天然木素为原料，生产环境友好的木素共聚均一树脂的方法及产品的再利用，为可再生资源天然木素的大规模开发利用服务。2、技术方案 本专利技术的生产方法分为一步法和两步法。前者是按重量份配比将各组分混合，于60～120℃反应12～30小时进行聚合后，经洗涤、干燥，即得到环境友好的木素共聚均一树脂。后者是按重量份配比将各组分计量，先用木素与有机单体在引发剂存在下，于60～120℃反应12～30小时进行聚合后，经洗涤、干燥、分级得到生产均一树脂用的“种子”；然后用“种子”与木素、有机单体在引发剂作用下，于60～120℃反应12～30小时进行聚合后，经洗涤、干燥，即得到环境友好的木素共聚均一树脂。各组分按重量比为高纯木素30～80、有机单体10～40、引发剂2～10、交联剂2～10、分散剂1～5、分散相溶剂100～300、活化剂1～3。高纯木素是被有机溶剂处理、提纯或浓缩的木素。利用木素溶于有机溶剂、且在有机溶剂中易于凝聚、聚合的特性，将有机溶剂制浆、碱法制浆、亚硫酸盐法制浆、亚氨法制浆、机械法制浆、生物法制浆等得到的黑(红)液，经浓缩后，按1∶1～10的比例加入热有机溶剂；如原料是一般工业木素产品，按1∶1～6的比例加入热有机溶剂搅拌溶解后，离心或过滤除去杂质，蒸馏回收有机溶剂后得到高纯木素，分子量＞1000以上，纯度＞60％以上，玻璃化温度＞100℃。所述的有机溶剂主要包括二氧六环、乙酰溴及衍生物；甲醇、乙醇、六氟丙醇等醇类及衍生物；丙酮、丁酮等酮类及衍生物；甲酸、乙酸、丙酸等酸类及衍生物；甲酸乙酯、乙酸乙酯等酯类及衍生物；低级烷烃醇胺及衍生物；氨、氨水等及铵盐类等的单一溶剂或复合溶剂。有机单体选用苯乙烯系、丙烯酸系、酚醛系、环氧系、乙烯吡啶系、脲醛系、氯乙烯系等。可将其中的一种或几种配比使用。引发剂选用过氧化物中的一种或两种以上的任意组合。如过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、过氧化对氯苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化枯烯、a，a′-双(叔丁基过氧二异丙基)苯、二叔丁基过氧化物、2，5-(叔丁基过氧)己烷、1，1-叔丁基过氧-3，3，5-三甲基环己烷、叔丁基过氧新戊酸酯、叔丁基过氧-2-乙基己酸酯、叔丁基过氧苯甲酸酯、双(4-叔丁基环己基)过氧二碳酸酯、二异丙基过氧二碳酸酯、叔丁基过氧异丙基碳酸酯，和其它过氧化物；和偶氮双异丁腈和其它偶氮化合物。交联剂选用甲醛及其衍生物，如甲醛、乙醛、戊二醛、丙烯醛、琥珀醛、蜜胺甲醛、多聚甲醛，环氧氯丙烷、1，3-二氧-2-丙醇、三异腈酸等中的一种或者两种以上的任意组合。分散剂选用油酸，Span系列20、Tween系列、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸及油酸盐表面活性剂，碱式碳酸镁、羟基磷酸钙无机分散剂，明胶、聚乙烯醇、聚乙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、酚醛和脲醛缩聚物，纤维素醚类以及木质素磺酸盐等中的一种或者两种以上的任意组合。分散相溶剂选用去离子水、煤油、变压汽油、石蜡油、聚烷基硅氧烷，氯苯等中一种或两种以上混合物。活化剂选用碱、酸或钠盐等中一种或两种以上混合物。本专利技术的制备分一步法和两步法。按重量份配比将各组分混合，于60～120℃反应12～30小时进行聚合后，经洗涤、干燥，得到环境友好的木素共聚均一树脂的方法为一步法。按重量份配比将各组分计量，先用木素与有机单体在引发剂存在下，于60～120℃反应12～30小时进行聚合后，经洗涤、干燥、分级得到生产均一树脂用的“种子”；然后用“种子”与木素、有机单体在引发剂作用下，于60～120℃反应12～30小时进行聚合后，经洗涤、干燥，得到环境友好的木素共聚均一树脂的方法为两步法。本专利技术产品的主要用途一是经磺化可生产可降解酸性阳离子交换树脂；二是经氯甲基化、季胺化可生产可降解碱性阴离子交换树脂；三是经发泡处理可生产可发性木素树脂，用作各种可降解发泡材料。3、有益效果以可再生的天然木素为主要原料开发环境友好的木素共聚均一树脂，通过化学引发，木素分子形状由Einstein球和紧密卷曲体转化为线形高聚物，与有机单体高分子共聚、交联得到具有比表面积大，通透性能和水力学性能好的木素均一树脂，还具有缓释、包囊、载体的功能特性，并且在自然环境(光、热、微生物等)条件下能够完全降解，其降解诱导期能够控制。在电力、化工、冶金，医药、食品、原子能、农药、环境治理等方面具有广阔的应用前景。还可用发泡材料用于建筑、运输、包装、家庭装饰及日用品市场。具体实施方式 下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。高纯木素的制取1取亚氨法得到的黑(红)液，加热浓缩至波美20°以上，按1∶1～8的比例加入50℃的乙酸乙酯，密闭搅拌后加温至80℃，静置冷却2小时，待混合液分层后，除去底层的杂质，上层液蒸馏回收乙酸乙酯，得到的固形物经干燥后为高纯木素。分子量＞2000以上，纯度＞60％以上，玻璃化温度＞100℃。高纯木素的制取2取工业木素为原料，按1∶6的比例加入90℃的二氧六环，加HCl调节pH＜6，密闭搅拌后加温至100℃，静置冷却2小时，待混合液分层后，除去底层的杂质，上层液蒸馏回收乙酸乙酯，得到的固形物经干燥后为高纯木素。分子量＞1000以上，纯度＞60％以上，玻璃化温度＞100℃。实施例1(一步法)按重量份取高纯木素50、苯乙烯50、二乙烯苯1、过氧化苯甲酰3、甲醛5、去离子水110、聚乙烯醇1、钠盐1。将去离子水、聚乙烯醇、钠盐加入聚合反应釜中搅拌，再将过氧化苯甲酰、二乙烯苯、苯乙烯投入反应釜中搅拌均匀后，密闭反应釜通氮气排除釜内空气后，升温反应，反应温度控制在60℃左右，反应30小时，反应结束后冷却至40℃以下出料、用水洗涤、干燥，筛分即得到环境友好的木素共聚均一树脂。实施例2(一步法)按重量份本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环境友好的木素共聚均一树脂，其特征在于，它的组分按重量比为：高纯木素３０～８０、有机单体１０～４０、引发剂２～１０、交联剂２～１０、分散剂１～５、分散相溶剂１００～３００、活化剂１～３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗学刚，徐东，
申请(专利权)人：罗学刚，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]