木质素为原料的新型阳离子沥青乳化剂的合成文献综述

 2022-12-10 14:58:26

一、选题的目的、相关研究动态

选题的目的

乳化沥青发展至今已有60年的历史，起初是将沥青分散在水中，成为微小颗粒的乳浊液，作为常温下铺路的流动性乳液。沥青乳化剂是在1925年东京大地震恢复时期。

1978年以来，我国以交通部公路科学研究所为主 ，在阳离子乳化剂的选择乳液的配制、乳化设备、乳化工艺 乳化沥青检验标准等方面进行了大量的研究。据不完全统计，全国已应用阳离子乳化沥青试铺了效百万平方米的路面，以行车考验证明路面使用情况良好。从目前国情来看，虽然乳化沥青能节约沥青、减少环境污染、节约能源、提高工效、简化施工程序、改善施工条件等优点。但乳化剂的成本和乳化性能是决定其能否迅速推广的关键。如阳离子表面活性剂十八烷基三甲基氯化铵，虽有良好的乳化性能，但成本高，销售价亦偏高，所以难以大规模在筑路中采用。

我们以造纸工业的纸浆踱液中木质素为季铵盐疏水基原料，以环氧丙基三甲基氯化铵中间体为季铵化试剂，得到优质的木质素季铵盐阳离子沥青乳化剂。我国木质素尚未充分加以综合利用，特别是草本制浆中，大量的废液排放造成环境污染。

相关研究动态

由于木质素胺类乳化剂的乳化性能比十八烷基三甲基氯化铵要差得多，为了提高其乳化能力，增加乳液的稳定性，就必须木质素胺分子中亲油基成分。这可以通过两个途径解决，一是通过复配的方法，在木质素胺中加入具有典型亲油基的物质；二是通过化学反应，在木质素分子中引入典型的亲油基。这两种方法都能明显改善木质素胺类乳化剂的乳化能力，两种方法的适当运用，还可以调整乳液使用时的破乳速度。

山西化工研究所研制的 RCO-1 型沥青乳化剂，是我国最先研制成功的木质素胺类乳化剂。产品用麦草和稻草碱性制浆所得的碱木质素为原料，用环氧氯丙烷和三甲胺为胺化剂使木质素胺化，形成木质素季铵盐。这种合成方法已推广到全国许多厂家，各厂家在中间体的合成和胺化工艺条件上都有所不同，出现了许多不同型号的产品。吉林永吉县公路段，沈阳于洪区公路段等单位改变了山西化工研究所的工艺，直接用浓黑液为原料，并生产出质量合格的沥青乳化剂。

80 年代末，东北林业大学根据黑龙江省交通厅的要求，针对当时木质素胺类沥青乳化剂存在的问题，从两方面加以解决，研制出了 LJ-1 型沥青乳化剂。该乳化剂的研制主要解决了两个方面的问题：首先是控制木质素质量。木质素质量是影响乳化剂质量的关键因素之一。对麦草、稻草、杨木、桦木、芦苇、落叶松等常见造纸原料制得的木质素的性质进行了仔细对比之后，认定芦苇碱木质素沥青乳化剂比较好，并制订了木质素质量标准。另一方面，研究了新的合成方法。采用新的价格低廉的胺化剂，使生产成本大幅度下降[8]。

Falkehag 用木质素、叔胺等原料制得了阳离子沥青乳化剂。Kokov 等人用水解木质素经二氧六环和水提纯后，以二甲亚砜为溶剂、吡啶作催化剂，与溴代十二烷进行烷基化反应制得木质素衍生物表面活性剂。该法虽能制得活性较高的表面活性剂，但需在有机溶剂中进行，影响了在工业上的应用。田在龙等人以环氧氯丙烷与三甲胺盐酸盐在碱性条件下反应制得环氧丙基三甲基氯化铵中间体，再与木质素反应制得木质素胺沥青乳化剂。曹亚峰等人以三乙胺、二甲基烷基叔胺与环氧氯丙烷反应制得中间体环氧丙基三烷基氯化铵，再以该中间体与造纸废液中的木质素反应，制得了木质素季铵盐[41]。

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