Page 64 - 《精细化工》2020年第3期
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·482· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
愈创木酚环侧链甲氧基中的 C；δ39.6 处为溶剂二 “聚醚多元醇羟值测定方法” [17] ，采用邻苯二甲酸
甲基亚砜的强信号峰；δ33.5~14.0 内的信号峰属于 酐-吡啶法对提取的木质素样品进行了羟基含量的
亚甲基、甲基中的 C。 测试，结果见表 3。另外，提取木质素的过程中采
用碱溶酸析的方法将木质素分离出来，再通过水洗，
因此木质素中还会残留酸，需要进行酸值的矫正，
根据 GB/T12008.5—2010“聚醚多元醇中酸值测定
方法” [18] 对木质素样品的酸值进行了测定（表 3），
并用其对羟基含量测量值进行了校正。由表 3 可知，
木质素的羟基平均含量为 66.5 mg KOH/g。
表 3 木质素样品的脂肪族羟值和酸值测定结果
Table 3 Aliphatic-hydroxyl content and acid value of lignin
平行实 平行实 平行实
平均值
验 1 验 2 验 3
测定羟值/(mg KOH/g) 43.5 48.2 47.2 46.3
酸值/(mg KOH/g) 21.5 20.2 18.9 20.2
校正后羟值/(mg KOH/g) 65.0 68.4 66.1 66.5
2.3 木质素基聚氨酯薄膜物理性能测试
考察不同木质素质量分数对聚氨酯薄膜性质的
影响情况。图 2a~e 为不同木质素用量制备得到的聚
氨酯薄膜的 SEM 图。从图中可以看到，当木质素质
量分数从 20%增加至 30%时，聚氨酯薄膜的表面光
1
图 1 碱性乙醇法提取物的 HNMR（a）和 13 CNMR（b） 滑平整，表明木质素很好地分散至聚氨酯薄膜中；
谱图 但是当木质素质量分数进一步增加至 33%时，聚氨
13
1
Fig. 1 HNMR (a) and CNMR spectra (b) of extracts by
alkaline-ethanol method 酯薄膜表面出现了明显的木质素颗粒，说明体系中
木质素量达到饱和。另外，木质素在聚氨酯薄膜中
综上所述，从酶解残渣中提取出的物质具有木 有两种作用：一是作为增强体提供高模量；二是作
质素的特征结构。木质素中主要结构单元如下所示。 为多羟基原料、交联剂以及固化剂。因此，木质素
的添加对聚氨酯薄膜的力学性能有着较大影响。表
4 为不同木质素质量分数制备的聚氨酯薄膜力学性
能测试结果，通过数据对比可以发现，随着木质素
的加入，反应物分子间的交联程度增加，木质素提
供高模量，聚氨酯薄膜的拉伸强度由木质素质量分
数 20%时的 17.5 MPa 逐步提升至木质素质量分数
30%时的 24.5 MPa；但是随着交联度的增加，再加
上木质素分子本身三维网状刚性结构的引入，聚氨
酯薄膜中的网络结构逐渐趋于紧密难以移动，导致
薄膜的断裂伸长率由木质素质量分数 20%时的
303%降低至木质素质量分数 30%时的 180%。木质
素天然高分子具有较好的环境相容性，随着质量分
数增加会提高聚氨酯材料的降解率，但木质素分子
较大，结构复杂，无法显著提高降解性能，另外木
木质素在提取过程中其结构中的醚键断裂得到 质素质量分数增加到一定程度会导致部分木质素团
具有大量羟基的木质素小分子衍生物，进而可以替 聚，团聚所造成的不相容性与高木质素含量提供的
代聚醚多元醇与多异氰酸酯反应合成聚氨酯材料。 高交联度以及高模量相互抵消，导致拉伸强度变化
因此，木质素样品中的羟基含量对于判定木质素的 并非是线性的。当木质素质量分数为 33%时，聚氨
反应活性具有重要意义。根据 GB/T12008.3—2009 酯薄膜中木质素达到饱和后木质素颗粒发生团聚，
