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不同來源的木質(zhì)素磺酸鹽性質(zhì)差別較大。木材木鈉和竹子木鈉的重均相對分子質(zhì)量較大,麥草木鈉和蔗渣木鈉的重均相對分子質(zhì)量較小;麥草木鈉和竹子木鈉的磺酸基含量較高,蔗渣木鈉的含量較低;四種木鈉的羧基含量相差不大;木材木鈉的酚羥基含量較高。即使來源相同的木質(zhì)素磺酸鹽,相對分子質(zhì)量不同,其結(jié)構(gòu)特性不同、表面活性不同。從表面活性角度來看似乎相對分子質(zhì)量越大越好,然而,從分散角度來看,分散相吸附表面活性物質(zhì)后,其帶電性導(dǎo)致的靜電斥力在分散體系中處于主導(dǎo)位置,表明隨木質(zhì)素磺酸鹽相對分子質(zhì)量的增大,可離子化的帶電親水基團如磺酸跟和羧基等減少,從而導(dǎo)致分散性能變差。因此,要使木質(zhì)素磺酸鹽具有良好的分散性,需要有合適的相對分子質(zhì)量和荷電基團含量。
目前,木質(zhì)素系產(chǎn)品有超過200種,新產(chǎn)品也在不斷的開發(fā)出來。產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量也有了極大的提高,應(yīng)用領(lǐng)域也越來越多。木質(zhì)素及其改性產(chǎn)物的應(yīng)用主要在以下幾個方面:
(1)水泥、混凝土減水劑:木質(zhì)素磺酸鹽用作減水劑是目前廣泛的一種應(yīng)用。1935年美國人E.W.SeriPture成功研制出以木質(zhì)素磺酸鹽為主要成分的減水劑,從此人類開始了對木質(zhì)素磺酸鹽減水劑的研究。木質(zhì)素磺酸鹽用作水泥、混凝土減水劑不僅能夠大幅提供改善其流動性和可塑性,而且可大大降低有害孔隙,明顯增強抗壓強度。
(2)分散劑、絮凝劑和緩蝕阻垢劑:木質(zhì)素磺酸鹽是一種性能優(yōu)良的陰離子表面活性劑,可以用作分散劑、絮凝劑等。
(3)油田化學(xué)品:木質(zhì)素磺酸鹽具有特殊的分子結(jié)構(gòu),在油田化學(xué)品中的應(yīng)用十分廣泛,常常用作三次采油用表面活性劑、鉆井液處理劑和調(diào)配堵水劑等 。
(4)合成樹脂:20世紀(jì)90年代以來,木質(zhì)素常常被用作為一種合成高分子材料、樹脂和膠黏劑的一種基礎(chǔ)可再生性材料。
(5)高分子材料:木質(zhì)素及其衍生物能夠與聚(PVC)、聚乙烯(PE)、聚乙烯醇(PVA)等烯烴高分子材料共混,提高材料的穩(wěn)定性、強度和抗光解等性能。劉春芳等將木質(zhì)素磺酸鹽添加到橡膠中作為一種橡膠補強劑,能夠提高橡膠的力學(xué)性能。李海江等將水解木質(zhì)素與天然橡膠復(fù)合,形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),再通過共沉淀法制得一種木質(zhì)素—天然橡膠復(fù)合物。
(6)農(nóng)用助劑:木質(zhì)素磺酸鈉不僅能夠作為一種分散劑,而且能夠作為一種潤濕劑、絡(luò)合劑和增肥劑,廣泛的運用到農(nóng)業(yè)的各個方面。
木質(zhì)素磺酸鈉屬有機添加劑且分子鏈不長,它加入到配方中不僅有利于泥漿流速的降低,而且因其具有一定粘接性能,可以達(dá)到增加坯體強度的目的。木質(zhì)素磺酸鈉能夠溶解于水,電離出Na+離子和木質(zhì)素磺酸根離子,木質(zhì)素磺酸根離子會和吸附在原料顆粒表面上的 Ca2+起反應(yīng)生成Ca-木質(zhì)素,使溶解在水中的Na+代替Ca2+吸附在原料顆粒的表面,吸附在顆粒表面的部分結(jié)合水被釋放出來,泥漿的流動性因此而增加。另外Na+代替Ca2+吸附在原料顆粒表面使原料顆粒的ξ—電位增加,顆粒之間的排斥力增加,顆粒之間形成面面結(jié)合,泥漿中自由水的數(shù)量增加,泥漿的流動性也會相應(yīng)提高。
木質(zhì)素磺酸鈉屬于陰離子表面活性劑,是含有大量羧基,和磺酸基的天然聚合物,不同產(chǎn)品的平均分子質(zhì)量分布在5 000~21 000范圍,磺酸鹽一般是鈉鹽、鈣鹽、也有銨鹽,是一種高分子電解質(zhì).木質(zhì)紊分散劑由于其平均分子質(zhì)量和磺化度的不同,其終用途也有很大的不同.例如瑞典杜姆舍的木質(zhì)素磺酸鈉鹽分子量極高,較其他磺酸鹽對提高酸性染料的冷水溶解度更為有效,被廣泛用于金屬絡(luò)合酸性染料和弱酸性染料的后加工過程中,用于生產(chǎn)高品質(zhì)的酸性印花染料.高純度、極低沾色的木質(zhì)素磺酸鈉鹽被廣泛用于活性染料和酸性染料的后處理加工,可顯著提高活性染料和酸性染料的冷水溶解度,降低染料印花布面上色點的產(chǎn)生.并對印花糊料的粘度無任何影響,被廣泛用于生產(chǎn)高品質(zhì)的活性和酸性印花染料.在紡織助劑行業(yè)中,木質(zhì)素磺酸鈉也被用作活性染料染色分散勻染劑,用于改善活性翠蘭等易染花活性染料的勻染性,尤其適合于棉及滌棉筒子紗染色.