超声波处理对木质素磺酸钠物化性能的影响

周宝文1，2，哈成勇1，邓莲丽1，2，莫建强1，2，孙淳宁1，2，沈敏敏1*

（1. 中国科学院 广州化学研究所；中国科学院纤维素化学重点实验室，广东 广州 510650；2. 中国科学院大学，北京 100049）

　　摘 要：直接使用超声波处理木质素磺酸钠（LS）水溶液，探索了超声波作用时间、功率以及体系的pH值对超声波作用效果的影响，并通过UV、FT-IR、 1H NMR 和TGA来考察超声波对木质素磺酸钠物化性能的影响。结果显示：超声波作用15、45、60和 120 min，木质素磺酸钠的酚羟基质量分数由 0.65% 分别提高到 0.71%、0.74%、0.81% 和 0.87%。10 g的LS在100 mL水中经超声波处理，超声波功率从 100 W 增强到 300 W 时，酚羟基的质量分数从 0.69% 提高到 0.92%。超声波体系的pH值对超声波结果具有最明显的影响，当用H2SO4调节体系的pH值为0时，超声波处理得到最高质量分数的酚羟基，高达 1.58%。UV、FT-IR和 1H NMR 综合结果显示，超声波对木质素磺酸钠分子的整体结构影响不大，但也会造成局部结构如苯环的部分破裂和磺酸基团的破坏。TGA结果显示超声波对木质素磺酸钠热稳定性能的影响比较复杂，原因是超声波使降解和交联作用同时发生。300 W，20 kHz超声波处理LS水溶液60 min时，超声波的降解效应使超声波木质素磺酸钠（ULS）在200～600 ℃ 温度区间的热稳定性低于LS；当超声波 150 W 40 kHz，pH值为0（浓硫酸调节），超声波处理60 min时处理所得的ULS，交联效应使其在 680 ℃ 以上高温区的耐热性能比LS有所提高。

　　关键词：超声波处理；木质素磺酸钠；物化性能；表征

　　中图分类号：TQ35 文献标识码：A 文章编号：0253-2417（2014）02-0067-06