[发明专利]由木质素磺酸盐及烯基琥珀酸酐制备的反应型表面活性剂

说明书

根据界面化学的基本原理，结合木质素磺酸盐的特性，通过分子设计与结构改性，提高木质素磺酸盐的规整度，引入高效的亲油性官能团能得到性能稳定优异的木质素磺酸盐表面活性剂。专利中采用了木质素磺酸盐为原料，先经不同功率的超声活化、然后强酸活化，再采用几种不同长度的不饱和酸酐为改性试剂，合成了几种具有不同长度侧链的木质素基表面活性剂，其中各表面活性剂中除了含有亲油基团外还含有可自由基聚合的双键。

技术领域

本发明涉及一种反应型木质素基表面活性剂的制备方法，特别涉及一种木质素磺酸盐的羟基活化以及催化酯化反应的一种方法。

背景技术

当今社会伴随着人们对能源的需求日益增长以及不可再生的石化资源的日益枯竭，另外再加之化石能源的无节制开采，源于石化资源的化工原材料的使用不具有可持续性，使用生物质可再生化合物用于制备各种化合物的方法正日益受到重视。

木质素属于天然高分子材料，其自然界广泛存在，是自然界最为丰富的芳香类高分子聚合物。木质素具有众多不同种类的活性基团，兼具产量巨大、可再生、易降解、无毒的特性，在高效吸附剂、染料分散剂、混凝土减水剂等高分子材料的合成和改性方面有广阔的应用价值。目前大部分的木质素用作焚烧，不仅其成分没有得到有效的利用，而且污染环境，我国现在年产玉米秸秆6、7亿吨，每一吨玉米秸秆发酵制备燃料乙醇的残渣可以得到300千克左右的木质素，因此高效利用木质素不仅可以做到资源合理利用，又能替代石油化工产品，保护环境。在制浆造纸行业中，每年要从植物中分离出大约1.5亿吨的纤维素，同时得到5000 万吨左右的木质素副产品，迄今为止超过95％的木质素任然作为工业制浆的废弃物，随着废水直接排到江河之中或者浓缩后烧掉，造纸黑液的排放不仅对木质素资源造成巨大的浪费，同时又污染了环境。而造纸黑液主要成分为木质素磺酸盐。因此寻求对木质素磺酸盐的新型利用方式，不仅可以实现木质素的资源化利用，而且可以减少造纸废液产生的环境污染。

木质素磺酸盐是木质素的衍生物，其改性制备表面活性剂近年来蓬勃发展并取得了系列的重要进展。虽然木质素磺酸盐分子具有一定的表面活性，但由于分子结构较为复杂、分子量分布广，缺乏结构性规整的亲油性基团，因此难以在两相之间进行规整的排列，表面活性受到了限制。木质素磺酸盐的表面活性与木质素来源、组成、分子结构、分子量大小等因素有关。根据界面化学的基本原理，结合木质素磺酸盐的特性，通过分子设计与结构改性，提高木质素磺酸盐的规整度，引入高效的亲油性官能团利于得到性能稳定优异的木质素磺酸盐表面活性剂。

本专利中采用了木质素磺酸盐为原料，先经不同功率的超声活化、然后强酸活化，再采用几种不同长度的不饱和酸酐为改性试剂，合成了几种具有不同长度侧链的木质素基表面活性剂，其中各表面活性剂中除了含有亲油基团外还含有可自由基聚合的双键。

发明内容

解决的技术问题：本专利提供了一种通过对木质素磺酸盐活化与酯化制备木质素磺酸盐基反应型表面活性剂的方法。

技术方案：本发明公开了一种新型反应型木质素基表面活性剂，如式(I)所示，

式(I)为以木质素磺酸盐与烯基琥珀酸酐合成的新型表面活性剂。

本发明公开了反应型表面活性剂的制备方法，包括以下工艺步骤：

在玻璃烧杯中用去离子水将木质素磺酸盐溶解，然后加入适量强酸溶液，然后进行超声处理，低功率超声控制易断裂的甲氧基断裂，高功率超声控制木质素磺酸盐中的醚键等断裂而提高木质素磺酸盐中的羟基含量。超声方法作用于木质素的各种化学键，提高了木质素磺酸盐中的羟基含量，从而提高了木质素磺酸盐的反应活性。超声结束后将溶液用氢氧化钠中和至中性并在乙醇中沉淀出来。将沉淀得到的活化木质素磺酸盐真空干燥至恒重备用。