三倍体毛白杨乙二醇解的初步研究

【摘要】： 采用苯酚或多元醇等化学药剂对木质生物质原料进行液化,可将其转化为具有一定生物活性的液态物质,近年来成为木材科学研究的新领域。本论文采用乙二醇为液化剂,以浓硫酸作为催化剂,首次进行了三倍体毛白杨的液化醇解试验;分析了三倍体毛白杨醇解过程的影响因素,确定了适宜的工艺条件;并首次通过对磨木木素醇解之后结构变化的分析,初步研究了三倍体毛白杨液化过程中木素的醇解机理;采用红外光谱(FTIR)及X射线衍射(XRD)对三倍体毛白杨的醇解液化产物结构及醇解过程进行了初步分析;采用红外光谱、凝胶渗透色谱(GPC)和氢核磁共振波谱(~1H-NMR)对磨木木素的醇解生成物进行了结构分析、分子量测定和液化反应路径的探索性分析;并采用红外光谱对三倍毛白杨乙二醇液化液体中的木素进行了结构分析。研究结果表明: 1.以液化率作为衡量标准,改变反应温度、反应时间、催化剂用量等影响因素时所得到的三倍体毛白杨醇解的适宜条件是:液比1:6,反应温度180℃,反应时间100min,催化剂用量1-2%。 2.三倍体毛白杨在乙二醇醇解过程中,逐渐液化溶解,残渣量减少,醇解破坏了木材结构,使残渣的结晶度呈下降趋势;随着反应条件的加剧,乙二醇对木材结构的破坏作用增强,木粉的溶解更加彻底。 3.三倍体毛白杨木素表现出典型的阔叶木木素特征,在高温加酸的条件下易发生液化,醇解后,木素大分子侧链发生断裂,结构上发生了很大变化,共轭羰基消失,非共轭羰基数量增加,酚羟基数量及烯烃类物质增加,有利于木素液化产物的改性利用。随着反应的进行,残渣的分子量分散程度变高,说明反应过程中缩合和降解同时存在。