超聲波處理對木質素磺酸鈉物化性能的影響

周寶文1，2，哈成勇1，鄧蓮麗1，2，莫建強1，2，孫淳寧1，2，沈敏敏1*

（1. 中國科學院 廣州化學研究所；中國科學院纖維素化學重點實驗室，廣東 廣州 510650；2. 中國科學院大學，北京 100049）

　　摘 要：直接使用超聲波處理木質素磺酸鈉（LS）水溶液，探索了超聲波作用時間、功率以及體系的pH值對超聲波作用效果的影響，并通過UV、FT-IR、 1H NMR 和TGA來考察超聲波對木質素磺酸鈉物化性能的影響。結果顯示：超聲波作用15、45、60和 120 min，木質素磺酸鈉的酚羥基質量分數由 0.65% 分別提高到 0.71%、0.74%、0.81% 和 0.87%。10 g的LS在100 mL水中經超聲波處理，超聲波功率從 100 W 增強到 300 W 時，酚羥基的質量分數從 0.69% 提高到 0.92%。超聲波體系的pH值對超聲波結果具有最明顯的影響，當用H2SO4調節體系的pH值為0時，超聲波處理得到最高質量分數的酚羥基，高達 1.58%。UV、FT-IR和 1H NMR 綜合結果顯示，超聲波對木質素磺酸鈉分子的整體結構影響不大，但也會造成局部結構如苯環的部分破裂和磺酸基團的破壞。TGA結果顯示超聲波對木質素磺酸鈉熱穩定性能的影響比較復雜，原因是超聲波使降解和交聯作用同時發生。300 W，20 kHz超聲波處理LS水溶液60 min時，超聲波的降解效應使超聲波木質素磺酸鈉（ULS）在200～600 ℃ 溫度區間的熱穩定性低于LS；當超聲波 150 W 40 kHz，pH值為0（濃硫酸調節），超聲波處理60 min時處理所得的ULS，交聯效應使其在 680 ℃ 以上高溫區的耐熱性能比LS有所提高。

　　關鍵詞：超聲波處理；木質素磺酸鈉；物化性能；表征

　　中圖分類號：TQ35 文獻標識碼：A 文章編號：0253-2417（2014）02-0067-06