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木质素是自然界第二丰富的生物可再生资源,工业木质素是制浆造纸的副产物,目前回收利用率不高,大部分随废水排放,既污染环境,又浪费资源。工业木质素的资源化利用具有重大的经济、社会效益。本文通过对木质素磺化,在人造板胶粘剂、混凝土减水剂中的应用作以研究,旨在推动木质素胶粘剂、木质素减水剂工业化生产与应用的进程。
本文对木质素的磺化进行了研究,通过用亚硫酸钠对木质素进行改性。得出了木质素磺化的工艺条件。结果表明,木质素磺化反应的适宜条件为亚硫酸钠用量30g/L,溶液pH值为12,反应时间5h,反应温度90℃。一些金属离子盐如CuSO<,4>可作为木质素磺化反应的接触催化剂。通过电位滴定、红外光谱和紫外光谱分析,得出了木质素磺酸盐的拟合曲线方程:A=O.00262+0.10662C,R=O.99986,确定了磺化度的测定方法。
本文利用价廉、可再生的木质素磺酸盐通过对其酚羟基、脱甲基化改性代替不可再生且有毒的苯酚、甲醛制取木质素改性酚醛树脂胶。结果表明该胶的性能均达到国家标准,且当反应温度为80℃,反应时间为2.5-3.5h,改性木质素磺酸盐用量为40%时,胶粘剂具有较高的剪切强度,且游离酚的释放量为:0.8430%,游离醛的释放量为:0.1156%。远低于酚醛树脂胶粘剂中游离酚、游离甲醛的释放。
本文通过对木质素磺酸盐进行分子量的分级,研究不同分子量的木质素磺酸盐对水泥净浆流动度,水泥净浆凝结时间和砂浆泌水率,砂浆抗压强度的影响。结果表明木质素磺酸盐分子量在1万-5万范围内,分散与缓凝保坍性能较好。分子量太小或太大,分散性能及缓凝性能均下降。研究了改性木质素磺酸盐与丙烯酸减水剂复配,确定了最佳复配条件为:改性木质素磺酸盐减水剂掺量为0.2%,丙烯酸减水剂的掺量为0.08%。并进行了对比实验,研究了不同减水剂对水泥净浆流动度,混凝土减水率、凝结时间和抗压强度的影响。结果木质素磺酸盐一丙烯酸复配减水剂减水性能达到高效减水剂减水性能。