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木质素磺酸盐基胶粘剂及缓释香料前体的合成与表征

作　者: 王炜
导　师: 申有青
学　校: 浙江大学
专　业: 化学工程
关键词: 木质素磺酸盐无甲醛胶粘剂微胶囊香料前体缓释
分类号: TQ437
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

世界各国对低甲醛、无甲醛木材胶粘剂的研发力度不断加强,以天然可再生物质为原料的无醛木材胶粘剂成为研究热点。木质素磺酸盐是造纸工业主要副产物之一,也是木质素的重要衍生物之一。木质素及其衍生物分子结构中含有酚羟基、醇羟基、羰基、羧基、醚键、碳碳双键等多种官能团和化学键,可以与醛类、多元醇、马来酸酐、胺类等交联剂反应制成胶粘剂。同时,由于它们具有来源丰富、无毒、分子结构多样化且易于进行化学改性等特点,其研究与应用受到国内外广泛重视。本论文第一部分的研究工作,设计并合成了一种新型木质素磺酸盐基无甲醛胶粘剂。以丙烯酸(AA)、马来酸酐(MA)为聚合单体,采用双氧水、硫酸亚铁氧化还原引发共聚得到MA-co-AA聚酸。将MA-co-AA、木质素磺酸盐和多元醇混合制备得到无甲醛胶黏剂。该胶黏剂在高温下发生缩聚反应而交联固化。通过测定凝胶含量来衡量胶粘剂固化反应的交联密度及固化速度,进而分析了影响固化反应的因素,如聚酸MA-co-AA体系的分子量和分子量分布和不同木质素磺酸盐结构的功能基团组成。香料大部分为分子量较低、沸点低、挥发性较强的化合物,高温加工过程中损失严重,甚至在储存期间因挥发失去香味,或是化学性质不稳定易被氧化变质。对于香料化合物的耐高温或长效的研究,概括起来主要有溶剂法、微胶囊包埋等物理方法,及衍生、修饰等化学方法。而香料前体是一类分子量较大、沸点较高、香气较少或本身没什么香气、留香时间较长的化合物。前体加入到产品配方,经过化学水解、酶解或微生物作用、热解、光裂解等途径可以释放出具有香味的挥发物。本论文的第二部分研究工作,主要围绕一系列硫醚类香料前体化合物的合成与测试展开。胺、醇、羧酸或硫醇等和α,β-不饱和香料酮通过1,4-迈克尔加成,合成了一系列香料的前体化合物,已经成功应用于香料工业。丁位突厥酮是重要的香料分子,其硫醚类化合物可以作为合适的前体,控制香料的持久释放。本文合成并测试了一系列硫醚类香料前体化合物。巯基乙酸与不同链段长度的聚乙烯醇发生酯化反应,得到硫醇烷烃。丁位突厥酮与不同的硫醇烷烃发生1,4-迈克尔加成,成功得到一系列硫醚类的香料前体。将一定量硫醚类前体添加到三乙醇胺酯季铵盐配方里,应用于在织物柔软剂和洗涤剂中。通过顶空分析测试,分析了聚乙烯醇的链段长度对迈克尔加成的可逆反应速度的影响,进而得到聚合物骨架对香料释放速度的影响。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-12
缩写、符号清单和术语表  12-13
第一章前言  13-38
  1.1 木质素  13-17
    1.1.1 木质素的结构  13-15
    1.1.2 木质素理化性质  15-17
  1.2 木质素磺酸盐  17-20
    1.2.1 木质素磺酸盐的存在  17
    1.2.2 木质素磺酸盐的结构  17-18
    1.2.3 木质素磺酸盐的理化性能  18-20
  1.3 木质素及其衍生物的应用  20-25
    1.3.1 木质素在木材胶粘剂中的应用  20-23
    1.3.2 木质素的其他应用  23
    1.3.3 木质素磺酸盐的应用  23-24
    1.3.4 木质素及木质素磺酸盐在应用中的活法改性  24-25
  1.4 香精微胶囊  25-30
    1.4.1 香精微胶囊化技术  25-26
    1.4.2 香精微胶囊制备方法  26-29
    1.4.3 微胶囊化香料的控制释放  29-30
  1.5 香料前体  30-35
    1.5.1 糖苷类  30-31
    1.5.2 缩醛  31-32
    1.5.3 旨类  32
    1.5.4 Maillard反应产物  32-33
    1.5.5 类胡萝卜素的降解产物  33
    1.5.6 前体化合物中香料释放的途径  33-35
  1.6 课题的提出  35-38
    1.6.1 本论文的研究意义  35-36
    1.6.2 本论文研究的主要内容  36-37
    1.6.3 本论文的创新之处  37-38
第二章木质素磺酸盐基胶粘剂的合成与表征  38-52
  2.1 引言  38
  2.2 实验部分  38-39
    2.2.1 试剂  38-39
    2.2.2 仪器  39
  2.3 方案制备  39-40
    2.3.1 聚合物MA-co-AA的合成  39
    2.3.2 胶粘剂的制备  39-40
  2.4 测定分析  40-43
    2.4.1 固体含量测定：参照GB/T 14074.5-93  40
    2.4.2 红外光谱分析  40-41
    2.4.3 平均相对分子质量和多分散性测定  41
    2.4.4 热重分析(TGA)  41
    2.4.5 凝胶含量测定  41
    2.4.6 灰分测定无机盐含量  41-42
    2.4.7 pH值测定  42-43
  2.5 结果与讨论  43-50
    2.5.1 红外光谱特征  43-44
    2.5.2 TGA：热失重曲线、微分曲线  44-46
    2.5.3 灰分含量  46
    2.5.4 聚酸的合成与分子量和分子量分布  46-48
    2.5.5 聚酸活性的优化  48
    2.5.6 固化反应的影响因素  48-50
  2.6 本章小结  50-52
第三章香料前体化合物的合成与表征  52-63
  3.1 引言  52
  3.2 实验部分  52-53
    3.2.1 试剂  52-53
    3.2.2 仪器  53
  3.3 突厥酮前体化合物的合成  53-56
    3.3.1 突厥酮前体1的合成  53-54
    3.3.2 突厥酮前体2的合成  54-55
    3.3.3 突厥酮前体3的合成  55-56
    3.3.4 突厥酮前体4的合成  56
  3.4 结果与讨论  56-62
    3.4.1 突厥酮前体1的核磁图  57-58
    3.4.2 突厥酮前体2的核磁图  58-59
    3.4.3 突厥酮前体3的核磁图  59-60
    3.4.4 突厥酮前体4的核磁图  60-62
  3.5 本章小结  62-63
第四章缓释香料前体的应用测试  63-68
  4.1 引言  63
  4.2 织物柔软应用中动态顶空进样分析  63-65
    4.2.1 织物柔软剂中应用测试  64
    4.2.2 结果与讨论  64-65
  4.3 洗涤剂应用中动态顶空分析  65-67
    4.3.1 洗衣粉中应用测试  65-66
    4.3.2 结果与讨论  66-67
  4.4 本章小结  67-68
第五章结论与展望  68-69
参考文献  69-76
作者简介  76

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