[发明专利]一种木质素接枝共聚物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备木质素接枝共聚物的方法。具体地说，本发明涉及一种用催化剂和过氧化氢氧化还原引发剂制备木质素与苯乙烯类单体的接枝共聚物的方法。

背景技术

木质素，作为仅次于纤维素和半纤维素的第二大最丰富、最廉价的可再生资源，占地球上所有非化石资源的30%左右。目前，全世界仅造纸工业产生的木质素就达到5000万吨/年，这一丰富的可再生资源大部分被用作低值的燃料或者直接作为废弃物扔掉，只有2%被用作稳定剂、分散剂、粘结剂和表面活性剂等增值产品。这不仅浪费资源，而且严重污染环境。研究发现，木质素与苯乙烯类单体的接枝共聚物，由于其具有良好的相容性和粘附性，可被广泛用作热塑性大分子表面活性材料。因此，通过木质素和苯乙烯类单体的接枝共聚反应对木质素进行改性，不仅可以改变其结构，开发新的用途，扩大应用范围，而且对于天然资源的再利用、减少造纸废液对环境的污染、改善环境、实现人类社会与自然环境的协调发展都具有重要的经济效益和社会效益。

Koshijima小组(Journal of Polymer Science Part A-1: Polymer Chemistry，1968，6(6)，1431-1440)和Phillips小组(Journal of Applied Polymer Science，1972，16A，1-14)分别报道了盐酸木质素和各种硫酸盐软木木质素与苯乙烯在辐射条件下的接枝共聚反应。Katu??ák小组(Journal of Applied Polymer Science，1973，17(6)，1919-1928)报道了用臭氧活化的盐酸木质素与苯乙烯的接枝共聚反应。Chen小组(Journal of Applied Polymer Science，1979，24(7)，1609-1618)报道了利用臭氧、过氧化氢和氯化亚铁催化引发木质素磺酸钙与苯乙烯的接枝共聚反应。Meister小组(Macromolecules，1991，24(26)，6843-6848；Macromolecules，1996，29(5)，1389-1398)报道了木质素和苯乙烯在氯化钙和过氧化氢的共催化作用下制备接枝共聚物的方法。

中国发明专利CN 1148051A公开了用电化学方法制备木质素和烯烃或取代烯烃类单体的接枝共聚物的方法，该法所用电极材料的阳极材料为金、铂和钛极或陶瓷基镀二氧化铅，但由于金和铂电极为贵金属，成本较高，而钛极或陶瓷基镀二氧化铅电极的稳定性和电催化活性不高限制了该方法的应用范围。发明专利CN 1693342公开了用酯化剂改性的木质素磺酸盐与丙烯酸类单体制备接枝共聚物的方法，该法得到的是木质素接枝共聚物是与丙烯酸酯乳液的混合物，且在接枝反应过程中加入的氨水、乳化剂OP-10和亚硫酸氢钠、磷酸氢二钠等无机盐以及未发生接枝反应的均聚物等都混合其中而无法分离，这就限制了木质素接枝共聚物作为胶粘剂或树脂的适用性。而发明专利CN 1071436A则公开了用木质素与乙烯基单体通过卤化物的盐类和过氧化物所组成的氧化还原型引发剂的作用下制备接枝共聚物的方法，虽然该方法制备木质素接枝共聚物的收率很好，但是接枝效率却不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种木质素接枝共聚物的制备方法。

本发明采用催化剂和过氧化氢氧化还原引发剂制备木质素与苯乙烯类单体的接枝共聚物。

一种木质素接枝共聚物的制备方法，其特征在于，该方法步骤为：

A、将木质素溶于二甲亚砜，加入催化剂的甲醇溶液并充分搅拌溶解，所述的催化剂为氯化亚铁或者硫酸亚铁，在氮气保护下加入引发剂，引发剂为30wt%的过氧化氢，然后加入苯乙烯类单体，在25 ~ 35 ^oC搅拌反应36 ~ 60 h后，加入稀盐酸稀释、过滤、用水洗涤、干燥，得到聚合物；

B、将聚合物用有机溶剂进行索氏提取12 ~ 24 h，浓缩、干燥，得到接枝共聚物与均聚物的共混物；

C、将共混物溶于极性溶剂配制成溶液，加到8 ~ 10倍体积的非极性溶剂中经过常规的沉淀、过滤、干燥过程得到木质素接枝共聚物。

本发明所述的木质素接枝共聚物为脱碱木质素。

本发明所述的脱碱木质素是苯乙烯类单体，以下式表示：