木质素的物理和化学性质[最新]
木质素的物理和化学性质
不同制浆工艺和提取方法获得的木质素主要物理和化学性质包括以下方面:
1、木质素的颜
原本木质素是一种白或接近无的物质.我们见到的木质素的颜,是在分离、制备过程中造成的。随着分离、制备方法的不同,呈现出深浅不同的颜。
酸木质素、酮胺木质素、过碘酸盐木质素的颜较深,在浅黄褐到深褐之间,出Brayns分离的并以其名字命名的云杉木质素是浅奶油。
2、木质素的分子量分布
苯的化学性质通常的高分子化合物,相对分子质量一般是几十万、几百万,甚至上千万,木质素虽然也是高分子化合物,但分离木质紊的相对分子质量要低得多,一般是几干到几万,只有原本木质素才能达到几十万。相对分子质量的高低与分离方法有关。
高分子的一个重要特征是分子具有多分散性,即相对分子质量大小有一定范围。高聚物的分子量具有统计平均意义,采用不同的测试办法测得的结果不同。常常测定重均分子量和数均分子量,以重均分子量和数均分子量的比值表示分散性。
木质素是天然高分子聚合物,其分子量也呈多分散性。针叶木磨木木质素的重均分子量为2000,阔叶木磨木木质素的稍低;用硫酸从黑液中沉淀出的木树木质素分子量在330—63000之间,其中65%—80%的木质素分子量在500—50000之间。草浆木质素的分子量也呈现出多分散性,其分散系数一般大于2.
3、木质素的溶解性
高聚物的溶解过程实质上是溶剂分子进入高聚物中,克服大分子的作用力,达到大分子和溶剂分子相互混合的过程。同低分子物质相比较,高聚物的溶解过程一般有二个阶段—溶胀和溶解,整个溶解过程比较复杂和缓慢。
木质素是一种聚集体,结构中存在许多极性基团,尤其是较多的羟基,木质素具有很强的分子内能和分子间的氢键,因此原本木质素是不溶于任何溶剂的。分离木质素时,因为发生了缩合成降解,许多物理性质改变了,溶解度也阻之改变。
碱木质素在酸性及中性介质下不溶于水,但是溶于具有氢键构成能力强的溶剂,如在NaoH 水溶液中(其pH值在10.5以上)、二氧六环、丙酮、甲基溶纤剂和吡啶等溶剂中;磺酸盐木质素可溶于各种PH值的水溶液中.而不溶于有机溶剂中。
4、木质素的玻璃态转化温度
除酸木质素和铜胺木质素外,原本木质素和大多数分离木质素为一种热塑性高分子物质,无确定的熔点,具有玻璃态转化温度。这种玻璃态转化温度与植物种类、分离方法、相对分子质员有关,同时,其湿态和干态也有很大差别。
5、木质素的化学反应性
木质素分子中含有邻甲氧基(-OCH3)、醚键(-O-)、氨基(-COOH)、碳碳双键、苯甲醇羟基(PH-CH20H)、酚羟基(PH-OH)、碳基(C=O)和苯环等。对木质素的反应性能起着重要作用的官能团主要有酚聚基、苯甲醇羟基、氨基以及碳基,其结构表明可以进一步发生烷基化、羟甲基化、酯化、酰化等反应。如通过甲基化发生初步亲核反应、引起醚链的断裂;通过磁化反应,产生脱甲基反应作用,同时将其转化为水溶性产物;通过羰基紫外吸收性能发生光化学变;通过活化酚羟基的邻位和对位可以发生亲电子反应。
6、木质素的胶体化学性
木质素在碱法制浆黑液中呈胶体状态,在PH值不小于10时,具有较强的亲水性。在碱性水溶液中,无定型的木质素分子形成靠被性基团相互作用结合在一起的聚集体,其憎水性基团也内部,亲水性基团构成聚集体的外表面。随着酸的加入,溶液的PH位降低,H+与木质素肢体上的负电荷基团发生亲电反应,木质素分子间缩合、凝聚,形成沉淀析出。
7、木质素的生物可降解性
木质素原本是一类难于生物降解的高分子聚芳基化合物,单位质量木质素的BOD值较低,如来源于碱法草浆黑液的木质素的BOD为0.10—0.11g/g木质素.但在一些特殊菌种作用下,木质素衍生物可被生物显著降解和吸收,从而从草浆中去除;另外,木质素降解酶和半纤维素酶对木质素也有一定的降解作用。

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