【摘要】：木質(zhì)素是最豐富的可再生生物質(zhì)天然高分子材料之一,具有生物降解性、穩(wěn)定性、易官能化、來(lái)源豐富、抗菌、可再生、成本低、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。可用于部分替代化石化學(xué)品、材料和能源生產(chǎn)。木質(zhì)素在工業(yè)生產(chǎn)中有價(jià)值的應(yīng)用低于2%,大部分用作低等級(jí)燃燒,不但污染環(huán)境而且浪費(fèi)資源。因此以木質(zhì)素高增值化利用為出發(fā)點(diǎn)用單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合(Single Electron Transfer Living Radical Polymerization,SET-LRP),通過(guò)“先核法”合成三種不同的木質(zhì)素基功能型水溶性聚合物,其主要內(nèi)容如下:1.以堿性木質(zhì)素(Lignin)、2-溴異丁酰溴(BBIB)為原料,分別以N,N-二甲基乙酰胺(DMA)、四氫呋喃(THF)與三乙胺(TEA)為溶劑制備木質(zhì)素引發(fā)劑。木質(zhì)素中羥基在適當(dāng)比例下以N,N-二甲基乙酰胺為溶劑時(shí)只能被部分取代,而以四氫呋喃、三乙胺為溶劑時(shí)羥基則能被完全取代。采用紅外光譜(FT-IR)及核磁共振氫譜(1HNMR)對(duì)木質(zhì)素引發(fā)劑產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,確定所得產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物。2.以Lignin-Br為引發(fā)劑,Cu Br/(Me6-TREN)原位歧化得到初生零價(jià)銅Cu0及二價(jià)銅與配體的絡(luò)合物為催化體系,在溶液中實(shí)現(xiàn)丙烯酰胺(AM)的SET-LRP,制備木質(zhì)素基接枝丙烯酰胺均聚物L(fēng)ignin-g-PAM,采用FT-IR、1HNMR進(jìn)行表征確定其結(jié)構(gòu),表明所得聚合物為目標(biāo)產(chǎn)物。利用紫外可見(jiàn)分光儀(UV)和熱重分析儀(TG)分析了木質(zhì)素基丙烯酰胺均聚物的熱穩(wěn)定性和紫外吸收功能。驗(yàn)證有木質(zhì)素的存在使聚合物的熱穩(wěn)定性提高并且具有了紫外吸收性能。同時(shí)考察反應(yīng)時(shí)間、引發(fā)劑用量、催化劑Cu Br用量等對(duì)合成聚合反應(yīng)的影響,并確定聚合反應(yīng)的最佳的工藝條件。聚合反應(yīng)過(guò)程中動(dòng)力學(xué)表現(xiàn)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,聚合物的分子量分散度分布窄,表明合成的聚合物有反應(yīng)可控活性聚合的特點(diǎn)。3.以N,N-二甲基甲酰胺和水的混合溶液為溶劑,木質(zhì)素引發(fā)劑,Cu Br/Me6-TREN為催化體系,實(shí)現(xiàn)了木質(zhì)素基丙烯酰胺(AM)和N-異丙烯丙烯酰胺(NIPAM)共聚物的SET-LRP,采用FT-IR、1HNMR對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征并確定目標(biāo)產(chǎn)物。紫外可見(jiàn)分光計(jì)(UV)測(cè)試其在32℃以上Lignin-g-PAM中側(cè)鏈分子鏈構(gòu)象發(fā)生變化,親水鏈像疏水鏈轉(zhuǎn)變,其聚合物有明顯的溫度響應(yīng)性。4.以Cu Br/Me6-TREN為催化體系,在水和N,N-二甲基甲酰胺溶液中實(shí)現(xiàn)的單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合(SET-LRP),得到木質(zhì)素基丙烯酸(AA)和N-異丙烯丙烯酰胺(NIPAM)聚合物(Lignin-g-P(AA-co-NIPAM)),采用FT-IR、1HNMR分析證明所得產(chǎn)物為目標(biāo)產(chǎn)物。用高精度筆式酸堿度計(jì)和紫外可見(jiàn)分度儀(UV)測(cè)試其性能,研究結(jié)果表明,聚合物具有p H響應(yīng)和溫度響應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O636.2

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 李海峰;逄增波;王來(lái)來(lái);;基于ATRP接枝改性木質(zhì)素的研究進(jìn)展[J];高分子學(xué)報(bào);2015年12期

2 丁偉;趙那娜;劉康;曲廣淼;欒和鑫;;水溶液中SET-LRP法制備兩性離子聚丙烯酰胺[J];高分子材料科學(xué)與工程;2015年05期

3 路瑤;魏賢勇;宗志敏;陸永超;趙煒;曹景沛;;木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;2013年05期

4 丁偉;孫穎;呂崇福;景慧;于濤;曲廣淼;;含溴四官能團(tuán)引發(fā)劑引發(fā)單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合[J];高分子材料科學(xué)與工程;2012年01期

5 丁偉;呂崇福;孫穎;景慧;魏繼軍;欒和鑫;于濤;曲廣淼;;苯乙烯的單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合[J];應(yīng)用化學(xué);2011年09期

6 陳磊;賈春滿(mǎn);張小燕;張岐;劉娜;黃燕;;Iniferter法合成星型PI/PMMA/PS嵌段共聚物[J];精細(xì)化工;2010年03期

7 李強(qiáng);共聚聚丙烯制品應(yīng)用廣泛[J];工程塑料應(yīng)用;2002年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 俞娟;ATRP法制備木質(zhì)素/纖維素基接枝共聚物及其結(jié)構(gòu)與性能研究[D];中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院;2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 梁爽;基于單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合制備星形水溶性聚合物[D];東北石油大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：2635228