麦草无污染高得率浆制备技术的研究文献综述

 2022-07-14 06:07

国内外同类研究概况:

1.木材酯化

木材各成分中都含有大量羟基,可以和有机酸、酸酐等反应,使羟基上的氢被亲核基团或亲核化合物取代,生成相应的酯化木材。酯化反应通常可以改善木材的尺寸稳定性、光降解性和耐候性等,有些酯化木材具有良好的热塑性。木材乙酰化是出现最早、最成熟的酯化技术,其他酯化技术目前尚停留在试验研究阶段。

2.乙酰化

早在20世纪20年代就开始了木粉或木屑乙酰化的相关研究,40年代又有了实木乙酰化的报道。发展至今,木材乙酰化的技术已实现了工业化生产,有很多公司从事乙酰化木材的商业化生产,如瑞典和丹麦的DanAcell、荷兰的Titan等。

乙酰化的主要方法:

木材中的羟基与氯乙酰、乙烯酮、硫代醋酸、醋酸酐等反应,生成相应的乙酸酯,即木材乙酰化。1)氯乙酰法。利用氯乙酰和木材进行反应,产物乙酰化程度较高。反应副产物HCl,能引起木材组分的降解,影响木材的强度。用醋酸铅等对木材进行预处理,可以生成酸性较弱的醋酸,但工艺复杂,成本升高,实际生产中较少采用。2)乙烯酮法。将气态的乙烯酮溶解在丙酮、甲苯等溶剂中,与木材发生反应。该方法过程简单,不生成有害副产物;但乙烯酮本身毒性较大,处理后的木材增重率偏低,而且只能在较低的温度(55~ 60℃)下进行反应,反应时间长达6~ 8 h。如果能找到适当的催化剂加速反应,提高增重率,这种方法有望应用于工业生产。3)硫代醋酸法。使用催化剂或润胀剂,如二甲基甲酰胺、氯化铵溶液、三氯醋酸、一氯醋酸等,对木材进行预处理,提高木材的乙酰化程度。该方法的优势:①和乙酸酐相比,硫代醋酸的腐蚀性小,在木材中的渗透性好,反应温度也较低,对木材含水率的要求较乙酸酐法宽泛;②反应副产物H2S可以回收,并可重新反应生成硫代醋酸,循环使用。缺点是:增重率偏低,处理后产品中的硫代醋酸难以彻底清除,会继续释放H2S。如果不克服此两项缺点,这种方法将难以推广应用。4)乙酸酐法。是目前广泛采用的方法,可以在气相中或液相中进行。受药品扩散速率的影响,气相处理只适合于薄单板。最初的液相处理使用吡啶、二甲基甲酰胺、乙酸钠、三氟醋酸等为催化剂,并使用二甲苯作溶剂,后期处理液的分离和回收困难。残留在木材中的吡啶、二甲基甲酰胺等会产生刺激性气味;醋酸则会使纤维素分解,降低木材强度,并腐蚀与木材接触的金属构件。现开发出不使用催化剂和溶剂的新工艺,即原料干燥后浸渍在酸酐中,之后除去多余乙酸酐,在密闭反应釜中加热到120℃ ,反应1~ 6 h(取决于原料规格大小);反应完成后通入热气流,将未反应的酸酐及反应生成的醋酸除去。该法生产成本较低,工艺简单,处理液可回收,获得了广泛的工业应用。

3.木材醚化

用丙烯腈、氯化苄等醚化剂与木材反应,取代木材羟基上的氢,生成相应的醚,即木材醚化。醚化目主要有氰乙基化、苄基化、烯丙基化等方式。

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