农药剂型朝着水性化、颗粒化、高效、低毒的方向发展,离不开高效分散剂的开发。木质素分散剂来源于生物质资源,相比于其他来自化石资源的分散剂具有无可比拟的优势。工业木质素作为造纸制浆和生物乙醇产业的副产品,丰富其利用途径、提高其利用价值具有资源和环境双重效益。但是工业木质素来源众多,成分和结构差别较大,木质素分散剂的表面活性和应用性能参差不齐。研究不同来源工业木质素化学改性的反应活性及制备的木质素分散剂结构特征对农药分散性能的影响,对于选择合适的改性方法开发木质素农药分散剂的具有理论指导作用。本论文以酶解木质素(EHL)、松木碱木质素(PAL)、麦草碱木质素(WAL)、为原料,进行磺甲基化和羧甲基化,研究产物的分子结构变化及其对40%腈菌唑可湿性粉剂和80%烯酰吗啉水分散粒剂分散性能的影响。结果表明,在磺甲基化中PAL反应活性最高,其次是EHL,WAL反应活性较差,磺甲基化反应活性主要与酚羟基含量有关。在不同磺化剂用量下,三种木质素磺甲基化产品对亲水性较强的腈菌唑的分散性能接近;对疏水性较强的烯酰吗啉原药,三种磺甲基化木质素都在低磺化剂用量时应用性能最好,但由于原料自身羧基等亲水官能团含量不同,磺化度继续提高后亲水性变化程度不同,使得分散性能显示差异。其中,PAL中羧基含量低,主要通过引入的磺酸基调控亲水性,低磺化度下疏水性较强,且其纯度最高,对烯酰吗啉分散性能最好;WAL中羧基含量高,引入少量的磺酸基既能显著改善亲水性,其对烯酰吗啉的分散性能随磺化剂用量的变化幅度最大。在羧甲基化反应中,PAL和WAL反应活性相近,EHL反应活性较差。羧甲基化反应的活性受酚羟基含量和分子量共同影响。羧甲基化木质素对两种农药的分散性能变化趋势相近,随木质素中羧基含量的增加,分散性能增加,羧基含量超过一定程度后,会引起亲水性变强,不利于分散剂在农药上的吸附,造成分散性能下降;三种羧甲基化木质素中,CMPAL亲疏水性合适,对烯酰吗啉分散性能最好,CMWAL羧基含量太高,亲水性较强,性能次之,CMEHL由于羧基引入太少,且分子量大,水溶性差,因此性能较差。归纳可知,疏水性较弱的农药(如腈菌唑)对不同来源木质素不同磺化度产品均有较强的吸附,均能表现很好的分散性能,此种情况下磺化是适宜的改性方法。但对于疏水性较强的农药(如烯酰吗啉),不同来源木质素不同磺化度产品的亲水性差异会显著影响其在农药表面的吸附,导致分散效果变化明显,但均在低磺化度时才表现较好的分散性能;由于羧甲基化改性对产物的亲水性改变较磺甲基化温和,不同程度羧甲基化改性木质素在疏水性农药上的吸附量变化较小,其产物分散性能变化平缓且有随羧基含量提高而提高的趋势。采用环氧氯丙烷对两种不同来源木质素磺酸钠(通道木钠TDMN和石岘木钠SXMN)进行缩合改性提高其分子量。结果表明,随环氧氯丙烷用量增加木质素磺酸钠分子量提高。TDMN本身分子量小,缩合后对烯酰吗啉分散性能明显提高;SXMN本身分子量较大,缩合改性对分散性能提高幅度较小。以酶解残渣为原料进行常温磺甲基化、接枝磺化、羧甲基化和高温磺甲基化改性开发农药分散剂。结果显示,常温磺甲基化和羧甲基化可以开发出40%腈菌唑WP的分散剂,性能接近国外Borregard公司的Borresperse NA,但无法用于80%烯酰吗啉WG中。高温磺甲基化改性制备的分散剂在80%烯酰吗啉WG中的性能超过国产石岘木钠,与Borregard公司的精致木质素磺酸钠Kinsperse126性能接近。进一步对酶解残渣高温磺甲基化工艺进行研究。结果表明,无水亚硫酸钠用量对高温磺甲基化产品磺化度影响明显,随磺化剂用量增加,磺化度明显增加;在磺化剂用量较低时(12%),甲醛用量对磺化度和分子量影响较小;反应温度对磺化度和分子量都有明显影响,且温度越高,对木质素结构破坏越严重,分子量明显降低。