木質(zhì)素及其功能材料

前言

第1章 緒論 1

1.1 木質(zhì)素的存在 1

1.1.1 木質(zhì)素的形成 1

1.1.2 木質(zhì)素的分布 5

1.1.3 木質(zhì)素的生物作用 6

1.2 木質(zhì)素化學(xué)的發(fā)展 8

1.3 木質(zhì)素材料的研究現(xiàn)狀及展望 10

參考文獻(xiàn) 16

第2章 木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)及性質(zhì) 18

2.1 木質(zhì)素的化學(xué)結(jié)構(gòu) 18

2.1.1 元素組成 19

2.1.2 官能團(tuán) 20

2.1.3 芳香環(huán)結(jié)構(gòu)及側(cè)鏈結(jié)構(gòu) 23

2.1.4 結(jié)構(gòu)單元的連接 30

2.1.5 結(jié)構(gòu)模型 36

2.2 木質(zhì)素的物理性質(zhì) 41

2.2.1 一般物理性質(zhì) 41

2.2.2 高分子性質(zhì) 44

2.2.3 木質(zhì)素兩親性聚合物 47

參考文獻(xiàn) 54

第3章 木質(zhì)素的分離與提純 57

3.1 分離木質(zhì)素的分類 57

3.2 木質(zhì)素殘?jiān)姆蛛x方法 58

3.2.1 將木質(zhì)素作為溶解殘?jiān)姆蛛x方法 58

3.2.2 以溶解木質(zhì)素為原理的分離方法 59

3.3 木質(zhì)素提純新方法 60

3.3.1 樹脂法提純木質(zhì)素 60

3.3.2 有機(jī)溶劑法提純木質(zhì)素 62

3.3.3 膜法提純木質(zhì)素 64

3.3.4 凝膠色譜法提純木質(zhì)素 67

3.4 木質(zhì)素總量的測定 68

3.4.1 硫酸法 68

3.4.2 酸性洗滌纖維法 69

3.4.3 乙酰溴法 69

3.4.4 改進(jìn)van Soest法 70

3.4.5 紫外吸收光譜法 70

3.5 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)分析方法 71

3.5.1 化學(xué)降解法 71

3.5.2 核磁共振法 75

參考文獻(xiàn) 77

第4章 木質(zhì)素的化學(xué)改性及降解 80

4.1 衍生化 80

4.1.1 磺化改性 80

4.1.2 羥甲基化改性 81

4.1.3 胺甲基化改性 82

4.1.4 烷基化改性 83

4.1.5 季銨鹽改性 84

4.2 接枝共聚 86

4.2.1 引發(fā)接枝 86

4.2.2 偶合接枝 97

4.3 化學(xué)降解 100

4.3.1 消除反應(yīng) 100

4.3.2 親核取代 104

4.3.3 氧化降解 105

4.3.4 還原降解 108

4.3.5 金屬鹽催化下醚鍵裂解 109

4.3.6 木質(zhì)素衍生化后還原降解 110

4.4 生物降解 111

4.4.1 Lip催化木質(zhì)素模型物降解的化學(xué)機(jī)制 111

4.4.2 木質(zhì)素降解酶類的特性 114

4.4.3 木質(zhì)素（模型物）降解的代謝途徑 115

4.4.4 木質(zhì)素代謝與整個(gè)木纖材料代謝的關(guān)系 118

參考文獻(xiàn) 119

第5章 木質(zhì)素/塑料復(fù)合材料 122

5.1 熱塑性材料 122

5.1.1 擠出成型 124

5.1.2 模壓成型 126

5.1.3 注射成型 127

5.1.4 吹塑成型 128

5.1.5 流延成型 129

5.2 熱固性材料 130

5.2.1 木質(zhì)素改性酚醛樹脂 131

5.2.2 木質(zhì)素改性聚氨酯 132

5.2.3 木質(zhì)素改性環(huán)氧樹脂 134

參考文獻(xiàn) 136

第6章 木質(zhì)素基改性材料及納米材料 138

6.1 木質(zhì)素改性生物降解材料 138

6.1.1 木質(zhì)素填料增強(qiáng)效果 138

6.1.2 木質(zhì)素填料固化效果 144

6.1.3 木質(zhì)素填料提高熱穩(wěn)定性 145

6.2 木質(zhì)素改性橡膠 146

6.3 木質(zhì)素改性發(fā)泡材料 150

6.3.1 木質(zhì)素其他組分共混改性發(fā)泡材料 150

6.3.2 木質(zhì)素其他組分共聚改性發(fā)泡材料 151

6.4 木質(zhì)素改性膜材料 153

6.4.1 旋涂法 153

6.4.2 流延法 153

6.4.3 自組裝法 154

6.5 木質(zhì)素改性水凝膠 155

6.6 木質(zhì)素改性納米纖維 156

6.7 木質(zhì)素基微/納米多孔材料 158

6.8 木質(zhì)素基微/納米粒子 160

6.8.1 木質(zhì)素微/納米粒子的制備 160

6.8.2 木質(zhì)素微/納米粒子在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用 162

6.8.3 木質(zhì)素微/納米粒子對(duì)材料的補(bǔ)強(qiáng)作用 164

6.8.4 木質(zhì)素微/納米粒子在電化學(xué)方面的應(yīng)用 165

6.9 展望 166

參考文獻(xiàn) 166

本書全面系統(tǒng)地?cái)⑹隽四举|(zhì)素的基礎(chǔ)知識(shí)，以及木質(zhì)素復(fù)合材料、改性材料及納米材料的發(fā)展過程和近年來的研究進(jìn)展。本書不僅包含了木質(zhì)素的存在形式、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、分離檢測，還詳細(xì)介紹了不同形式的功能木質(zhì)素材料的制備方法和最新且具代表性的研究工作。

《功能材料及其應(yīng)用》作者在上大學(xué)時(shí)攻讀材料物理，以后又經(jīng)研究生階段精修學(xué)業(yè)。獲得博士學(xué)位后，曾在中國科學(xué)院冶金研究所進(jìn)行功能材料研究，再轉(zhuǎn)入他的母校上海交通大學(xué)的材料學(xué)院工作，擔(dān)任博導(dǎo)，教授“固體物理”及“材料相變”等課程。在教書育人的同時(shí)，繼續(xù)對(duì)功能材料的相變課題作深入研究，發(fā)表了多篇頗有價(jià)值的論文，參與編寫研究生教材。

《功能材料及其應(yīng)用》按金屬功能材料、無機(jī)（陶瓷、玻璃、晶體）功能材料、有機(jī)功能材料及特殊（復(fù)合、梯度、納米）功能材料分類進(jìn)行敘述，頗為得體。

Alkali lignin；sodium lignin

木質(zhì)素受堿的作用，發(fā)生一定程度的堿性水解，使其溶解度增加，而被抽提出來，經(jīng)沉淀分離，得到的木質(zhì)素稱為堿木質(zhì)素。以煙道氣(CO2)或酸處理中和堿法制漿蒸煮廢液，也可得到堿木質(zhì)素沉淀。

木材中的木質(zhì)素分子量約在10 000以上，而堿木質(zhì)素的分子量大體在1000～2000之間。

纖維漿料過程流木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移理論和實(shí)踐價(jià)值一直不被人們認(rèn)知，導(dǎo)致生物質(zhì)制漿過程污染控制方向與方法被嚴(yán)重扭曲。項(xiàng)目研究纖維漿料過程流源污染物質(zhì)黑液液相和纖維固相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移的結(jié)構(gòu)特征和質(zhì)量變化，探討木質(zhì)素轉(zhuǎn)移對(duì)COD，BOD和AOX的貢獻(xiàn)及其關(guān)系規(guī)律，木質(zhì)素轉(zhuǎn)移的AOX形成機(jī)理及其毒性效果，提出木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移COD、BOD和AOX的控制節(jié)點(diǎn)，為纖維漿料過程流木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)的發(fā)掘、木質(zhì)素源污染轉(zhuǎn)移預(yù)測和評(píng)價(jià)、生物質(zhì)制漿過程流程工業(yè)環(huán)境評(píng)價(jià)由后端評(píng)價(jià)向前端轉(zhuǎn)移、推動(dòng)污染控制清潔生產(chǎn)提供理論和實(shí)踐方案。研究對(duì)重新認(rèn)識(shí)和正確定位生物質(zhì)制漿過程污染的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)移和和控制具有重要的科學(xué)意義，對(duì)流程工業(yè)前端流程環(huán)節(jié)環(huán)境評(píng)價(jià)具有普遍的應(yīng)用價(jià)值，屬原創(chuàng)性研究。 研發(fā)最重大的發(fā)現(xiàn)和證實(shí)：黑液提取濃度決定黑液提取率，黑液提取率是液相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)，黑液液相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移是過程產(chǎn)生污染負(fù)荷的決定因素，其對(duì)污染負(fù)荷指標(biāo)的影響和貢獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于固相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移，液相木質(zhì)素轉(zhuǎn)移消耗大量的漂白有效成分，大幅度降低漂白效果，給漂后廢水引入大量的難生物降解的污染負(fù)荷。分子量介于1000-2000中性疏水性液相木質(zhì)素是構(gòu)成AOX毒性的主要來源。研究還發(fā)現(xiàn)理論COD與實(shí)測CODCr的差別，提出一定條件下理論COD的可應(yīng)用性性和快速性。研究漂白前后木質(zhì)素理論COD和CODCr的變化證實(shí)，木質(zhì)素是一種難于化學(xué)和生化降解的源污染物質(zhì)。 2100433B