改性木质素高效减水剂作用机理的研究

以桉木硫酸盐法制浆黑液为原料,经过4步改性反应即氧化、羟甲基化、磺化和接枝共聚,得到改性木质素高效减水剂(MLS)。通过对MLS的表面张力、电荷密度、表面吸附量和流动度等性能分析,研究高效改性木质素减水剂的减水作用机理。黑液经过4步改性反应,有效地引入了活性基团,制备出的MLS的表面活性和电荷密度得到了提高;MLS通过在水泥颗粒表面形成吸附层达到减水作用,当MLS的掺加量为0.5%时,在水泥颗粒表面吸附量达到最高,减水效果已接近高效减水剂的水平。     

不同分子量木质素磺酸钠染料分散剂的结构及性能

采用超滤方法对木质素磺酸钠进行分离得到3种不同分子量级份。采用凝胶渗透色谱、紫外光谱、电位滴定等方法研究各级份的结构特征及其对分散染料性能的影响。结果表明,随着分子量的增加,木质素磺酸钠颜色加深、纯度提高,分子结构中愈创木基含量增多,酚羟基、磺酸基和羧基的含量降低;高分子量木质素磺酸钠对分散染料具有更优的分散性和高温稳定性,染料上染率也随其分子量的增大而增加,且当木质素磺酸钠浓度较高时,分子量增大,对纤维沾污减弱。木质素磺酸钠对染料的还原破坏作用与分子量和酚羟基含量有关,采用截留分子量大于2.5×10³的膜提纯的木质素磺酸钠级份对染料还原性最低,还原水解率由未提纯时的26.0%降为6.9%,且该级份木质素磺酸钠具有最优的匀染性能。     

木质素生物炭磺酸对水中阳离子染料的吸附性能与机制

以木质素磺酸钠(LS)为原料,采用浓硫酸一步氧化碳化的方法在60℃和210℃下分别制备了木质素生物炭磺酸SLBC-60和SLBC-210。SLBC-60磺酸基、羧基和酚羟基含量分别为1.66,1.40,4.41 mmol/g,而SLBC-210磺酸基、羧基和酚羟基含量分别为0.34,3.22,5.41 mmol/g。对比评价了它们对亚甲基蓝(MB)的吸附效果,结果显示,在pH=1～10溶液中,SLBC-60对MB保持高吸附量(>463.9 mg/g)和高去除率(>91.9%),而SLBC-210对MB吸附量<231.5 mg/g、去除率<45.8%,结合生物炭结构和Zeta电位分析,这可能与SLBC-60富含磺酸基官能团及其在pH=1～10溶液中表面均富集负电荷有关;优化pH、吸附剂加入量、吸附时间等参数,得到SLBC-60对MB、罗丹明B和孔雀石绿饱和吸附量分别为755.1,926.1,1 008.2 mg/g,且吸附性能不受一价金属离子影响。此外,SLBC-60对MB的吸附等温线符合Langmuir模型(R²=0.998 9),吸附动力学符合准二级动力学方程(R2=0.998 9),吸附动力学符合准二级动力学方程(R²=0.999 5),说明该吸附以单层化学吸附为主。因此,改性制备的木质素生物炭磺酸可作为高效的阳离子染料吸附剂,有望应用于印染废水治理。     

嵌段聚羧酸侧链长度对水泥浆体分散性能的影响

采用可逆加成-断裂链转移聚合成功制备了主链与侧链重量比相一致,重均分子量相当的,仅侧链长度不同的嵌段结构聚羧酸(PC)。系统的研究了不同侧链长度的嵌段结构PC对水泥基材料分散性能、吸附性能以及溶液构象的影响规律,结果表明:随着侧链长度的增加,嵌段PC在水泥表面的吸附量增加,流体力学半径变大,蜷缩的溶液构象导致其在水泥基材料表面单位占有面积减小,因而其对水泥的分散性能呈现先增加后减小的趋势。     

分子量及其分布对聚羧酸减水剂吸附行为的影响

从分子量及其分布角度研究聚羧酸系减水剂在水泥颗粒表面的吸附行为,分析了聚羧酸减水剂的吸附行为对其分散性、保坍性的影响.结果表明:平均分子量较高的减水剂在水泥表面的吸附量较高,减水剂分子中的高分子量部分优先吸附在水泥颗粒表面;对于同一减水剂,随其在水泥表面的吸附量增加,浆体的流动度增加,两者之间呈正相关性;而对于不同减水...     

磺酸基改性聚丙烯酸类增稠剂的性能研究

混凝土增稠剂作为一种混凝土外加剂,可以提高混凝土的工作稳定性,改善混凝土的离析、泌水等问题.利用磺酸基对聚丙烯酸(PAA)类增稠剂进行改性,制备出一种增稠效果优良的增稠剂.利用红外光谱分析仪(FTIR)表征了聚合物结构与成分,研究了改性PAA对水泥浆体流变性能的影响,并通过TOC(总有机碳吸附)、Zeta电位、电导率、DLS(动态光散射)等手段分析了聚合物在水泥颗粒表面的吸附行为以及聚合物在水泥孔溶液中的构象,并据此提出改性PAA的作用机理.结果表明:磺酸基改性PAA会增加掺入聚羧酸减水剂(PCE)浆体的塑性粘度,降低浆体流动度,且磺酸基改性PAA会增大液相中的聚合物构象粒径,有利于增大浆体粘度,另外,长链状的磺酸基改性PAA会提供桥接作用增大水泥颗粒之间的相互作用,增大水泥浆体的塑性粘度.     

酚羟基对木质素磺酸钠染料分散剂性能的影响

木质素磺酸盐最大的用途之一是用作染料分散剂,但其对涤纶纤维存在较严重的沾污及对分散染料具有较强的还原水解作用,导致染料在纤维上的上染率降低。今以木质素磺酸钠为原料,利用环氧氯丙烷对其进行改性,研究了酚羟基对其结构特征和性能的影响。水相滴定法、紫外可见光谱和凝胶色谱等测试结果表明,随着环氧氯丙烷用量的增加,木质素磺酸钠中酚羟基含量减少,分子量逐渐增大,木质素磺酸钠的色度降低。随着木质素磺酸钠中酚羟基含量减少,其对纤维的沾污和对染料的还原水解率逐渐降低。频率-耗散联用型石英晶体微天平测试结果表明随着木质素磺酸钠中酚羟基含量减少,其在染料上的吸附量先减少后显著增加,吸附层先变疏松再变紧密,说明酚羟基的减少降低了氢键作用吸附,增强了疏水作用吸附,使其对分散染料的分散性能以及高温稳定性呈现出先降低后提高的趋势。木质素磺酸钠中酚羟基含量的减少和分子量的增加有利于提高染料在纤维上的上染率。     

聚醚侧链聚羧酸类减水剂的结构及应用性能

通过大分子反应,合成了一类主链带羧基、磺酸基,支链带聚氧乙烯基醚的聚羧酸系高效减水剂。利用IR和1H NMR表征了其结构,并通过对减水剂溶液表面张力、水泥颗粒表面吸附量以及溶液的电导率的测定,发现研制的减水剂能降低水的表面张力,并被吸附在水泥颗粒表面从而降低了水泥颗粒的表面能,使得水泥净浆有较好的分散作用,实验表明本研究制备的聚羧酸系减水剂对水泥颗粒有较好的分散作用。     

三氯乙酸介质中木质素磺酸钙对冷轧钢的缓蚀性能

通过失重法、动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了三氯乙酸(Cl_3CCOOH)溶液中阴离子表面活性剂木质素磺酸钙(CLS)在冷轧钢表面上的吸附行为及其缓蚀性能,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和接触角测试探究了钢表面的微观形貌结构及亲水/疏水性。结果表明,CLS有效抑制了冷轧钢在0.10 mol/L Cl_3CCOOH溶液中的腐蚀,25℃和30℃时2.0 g/L CLS的最大缓蚀率值高于90%,缓蚀性能随CLS添加量的增加而增大,但与温度的关系呈负相关。CLS在钢表面的吸附规律满足Langmuir吸附等温式,吸附方式是放热的物理吸附为主的混合吸附。添加CLS后有效抑制了钢在三氯乙酸中的阴极腐蚀反应,且电荷转移电阻显著上升。钢在添加CLS后,腐蚀程度和表面粗糙度急剧降低,表面疏水性增强。     

大孔吸附树脂对木质素磺酸钠吸附行为研究

考察了3种不同极性的大孔树脂NKA-9、AB-8、H103对木质素磺酸钠的吸附能力,发现极性树脂NKA-9的吸附量大于弱极性和非极性树脂。进一步以NKA-9极性树脂对木质素磺酸钠进行静态吸附和脱附实验,结果表明,低温和酸性条件下有利于吸附,吸附量随着木质素磺酸钠质量浓度的增大而增大,且吸附在180min后达平衡。脱附实验结果表明,甲醇溶液更有利于木质素磺酸钠的洗脱。对脱附样品进行相对分子质量(简称分子量,下同)和官能团分析发现,高酚羟基含量,低羧酸基和低磺酸基含量的木质素磺酸钠分子更容易被极性树脂NKA-9所吸附。     

木质素磺酸钙对硬化水泥抗压强度的影响

木质素磺酸盐(简称木盐)具有较强缓凝和引气作用,可提高混凝土工作性,但过量使用会导致混凝土抗压强度急剧下降。该文从掺量、相对分子质量、亲水基、金属阳离子和糖分5个方面研究了木质素磺酸钙(简称木钙)对硬化水泥抗压强度的影响规律。结果表明,随木钙掺量增加,硬化水泥的各龄期抗压强度均下降,掺量w(木钙)=0.5%时,硬化水泥的28 d抗压强度仅为空白浆体的63.6%。其中相对分子质量为1万~5万的木钙超滤级分对硬化水泥强度的降低作用较小。木钙中糖分质量分数由12.5%降至2.8%时,硬化水泥的7 d抗压强度比可提高16%。通过氧化将木钙分子中的羟基转化为羧基,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高22.1%、34.7%和13.0%;通过磺甲基化将木钙的磺化度由1.36 mmol/g提高到2.48 mmol/g,硬化水泥的3、7、28 d抗压强度比分别提高36.2%、41.2%和17.9%。     

Effect of molecular weight of sulphonated acetone-formaldehyde condensate on its adsorption and dispersion properties in cementitious system

This article studied the effect of molecular weight of sulphonated acetone-formaldehyde condensate (SAF) on the adsorption and dispersion properties in cementitious system. SAF was separated into four different molecular weight fractions using ultrafiltration membranes. The adsorption behaviors were investigated by measuring the adsorption amount, zeta potential, and thickness of the adsorbed films obtained from various SAF fractions. Results show that the SAF fraction with a higher molecular weight has larger adsorption amount, higher absolute value of zeta potential, and thicker adsorbed film, which induces better dispersibility of the corresponding cement paste. An adsorption model of SAF on cement surface is presented. The SAF fraction with a higher molecular weight is more likely to twist and be adsorbed on cement particles through “loop and tail” adsorption. On the contrary, SAF fraction with a lower molecular weight tends to be adsorbed on cement particles through “flat train” adsorption.     

不同来源木质素磺酸钠的结构特征及用作水煤浆分散剂

引言 木质素磺酸盐分子中含有苯丙烷基(C6-C3)疏水骨架和磺酸基为主要亲水基团,是具有阴离子表面活性剂结构特征的高分子化合物,来源于亚硫酸法生产纸浆或纤维浆的副产物,具有吸附分散性,广泛应用于染料、涂料、石油、煤炭工业和建筑业等领域[1-2].     

Structural modification and characterization of lignosulfonate by a reaction in an alkaline medium for its incorporation into phenolic resins

We studied the enhancement of lignin reactivity in an alkaline medium, using sodium hydroxide in a microreactor set. The chemical composition and structural characterization of the reacted lignosulfonate in terms of the phenolic hydroxyl groups, aromatic protons, weight‐average molecular weight, number‐average molecular weight, and lignosulfonate content of all reacted lignins were determined. The techniques that we used were ultraviolet spectroscopy, proton nuclear magnetic resonance spectroscopy, and aqueous gel permeation chromatography. Using response surface methodology, we studied how the temperature and reaction time affected the lignin properties. The reaction conditions were temperatures between 116 and 180°C and reaction times between 18 and 103 min. Modeled response surfaces showed that the two factors affected the lignin properties within the studied ranges. The phenolic hydroxyl groups, aro matic protons, and lignosulfonate content increased when the severity of the treatment increased. The weight‐average molecular weight, number‐average molecular weight, and solid yield (%) decreased when the severity of the treatment increased. The reactivity of the modified lignins was studied with a formaldehyde reactivity test: more severe conditions produced greater improvements in the formaldehyde reactivity. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 102: 3286–3292, 2006     

木素磺酸盐在固体颗粒表面的吸附性能

引　言木素磺酸盐是亚硫酸法生产纸浆或纤维浆的副产物 ,来源于可再生资源 ,具有吸附分散性、黏结性、流变性和胶体性质等表面物化特性 ,广泛应用在染料、涂料、石油工业和建筑业等领域 .木素磺酸盐是具有C3～C6 疏水骨架和以磺酸根为主的亲水性基团的阴离子表面活性剂 ,具有强     

木质素磺酸钠的超滤级分对质量分数40%腈菌唑WP性能的影响

通过超滤将石岘木质素磺酸钠(简称木钠)分成5个相对分子质量(以下简称分子量)范围的级分。凝胶色谱和电位滴定测试表明,随着截留分子量由小变大,木钠超滤级分相对分子质量依次增大,重均分子量从2360增加到19852;磺化度依次减小,从2.66mmol/g降低到0.98mmol/g。以木钠超滤的5个级分为分散剂制备质量分数为40%的腈菌唑可湿性粉剂(WP)并测试其性能。结果表明,Fraction4(30000～50000)作分散剂制备的WP性能最优,热贮前后的悬浮率分别为85.36%和81.38%,悬浮液中分散相的平均粒径分别为6.30μm和9.19μm,热贮后WP悬浮液2h的沉淀层厚度及分散稳定指数分别为0.311mm和3.85。     

竹子木素在GIF仿酶漂白中的降解机理

研究了竹子木素在GIF仿酶漂白中的降解机理,结果表明,GIF仿酶处理后,竹子木素酚羟基、醇羟基和对羟苯基增加,甲氧基、羰基、愈创木基和紫丁香基减少,β-O-4、β-1、β-5联接发生断裂,芳环开裂。此外,GIF仿酶处理后,竹子木素分子量下降,多分散性提高。     

不同相对分子质量木质素磺酸钙在盾构砂浆中的应用

在对木质素磺酸钙进行超滤分级,并对其不同相对分子质量（M）的级分进行红外光谱表征的基础上,实验研究了不同M的级分对盾构砂浆工作性能的影响。结果表明,中高M级分对砂浆性能的影响最大,掺量为0.4%（质量分数）时,其减水率达9.4%,砂浆的流动度从193 mm提高至243 mm,3 h内砂浆的流动度损失率由71.6%降为43.0%,2 h内砂浆的泌水率由5.1%下降到1.0%。在实验的基础上,提出了可以通过适当增大M的方法提高木质素磺酸钙的应用性能。     

木质素磺酸钠改性Ca-LDH对水泥基材料性能的影响

水滑石材料(LDHs)是一种新型多功能二维纳米材料,水泥的水化产物(AFm相)属于钙铝型水滑石系列,因LDHs优异的性能在建筑材料领域其应用前景广阔。本文以木质素磺酸钠作为改性剂,采用水热法合成了木质素磺酸盐改性LDHs(Ca-SLS-LDH),对比了改性前后Ca-LDH的表面形貌、平均颗粒尺寸和比表面积的差异,研究了不同掺量Ca-LDH对水泥凝结时间、砂浆流动性和力学性能的影响,并采用SEM、XRD和压汞仪(MIP)等方法对水泥水化产物组成和微观结构进行了分析。结果表明:Ca-SLS-LDH的平均颗粒尺寸更小,比表面积是未改性Ca-LDH的60多倍;当LDHs掺量不超过4%(质量分数)时,能够有效改善水泥石孔结构,促进水泥砂浆强度发展,掺量为6%(质量分数)时会导致孔隙率增大,强度降低。