有关木质素的研究，绝大部分是针对传统造纸黑液中的木质素的分离与应用，植物体中含有的木质素变成木质素磺酸盐或碱木质素，不仅产物的附加价值低，而且未经处理排放“黑液”还会造成严重的;环境污染。为了解决上述问题，川门开始探索用有机酸或低沸点的有机溶剂来分离纸浆与木质素14.51。但二由于溶剂回收方面损耗太大，而难以推广。采用高沸兰醇溶剂法161制备纤维素与木质素的新工艺具有无污牛染、节省能源等优点。我们用1，4-丁二醇为溶剂，从松木、杉木、稻草等原料中成功地制得了纤维素与高二沸醇木质素。高沸醇木质素具有较高的反应活性，而且灰分含量很低，经过化学改性，可以得到无机物含二量很低的染料分散剂，拥有广泛的应用前景。高沸醇木质素的研究国内尚未见报道，本课题研究成果已申报专利。

1实验

1.1实验材料及设备

松木片、杉木片、稻草、核桃壳、花生壳等，均为福建本地产品;l，4一丁二醇为日本只菱化学株式会社的产品，纯度达99%以上;催化剂，本课题组自备;导热油(h. P. 300℃)，吉林综研化学公司出品。

JF型不锈钢高压聚合釜(工作压力1‘SMPa，最大承压1 .SMPa，导热油夹套加热，容量10升)，浙江青田电具厂;KSW-5-13温控仪，天津科学器材设备厂;55450-N型只足式离心机，广东汕头离心机厂出品。

PE2000型红外分光光度计;TU-1 sooPC紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司;FD-3-85-D-MP型冷冻干燥机，美国们5 System Ine出品。

高沸醇木质素灰分含量测试采用钳锅锻烧法进行，每种样品测试3次，取其平均值。
1.2制备实验

称取一定量预先烘干过的原料，置于10L不锈钢高压聚合釜内，加人一定浓度的1，4一丁二醇水溶液和适量的催化剂后，加热升温至190℃-220℃，并保持1 .0-3.0小时(最高压力1石MPa)。到达预定时间后，降温到100℃，过滤反应后的混合物，使纸浆(纤维素)-与HBS木质素溶液分离。先用80℃80%的l，4-丁二醇水溶液洗涤纤维素，再用温水洗涤2次，烘干即可得到纤维素成品。将HBS木质素溶液的原液和洗涤纤维素的洗涤液混合，在室温下加人3倍体积的水并搅拌巧乡冲卜，大量的HBS木质素即可沉淀析出。离心分离，将滤饼用温水洗涤后滤干，再冷冻干燥，得到粉末状棕色的HBs木质素。滤液在减压蒸馏条件下脱去水分，浓缩到含丁二醇80%左右，即可重新循环使用。

2 结果与讨论

2.1高沸醇溶剂法制备纤维素与木质素的结果

高沸醇溶剂法制备纤维素与木质素的主要反应过程是木片或其它植物原料在高沸醇溶液中加热和催化剂作用下半纤维素发生水解、断裂，木质素溶人高沸醇溶剂而与纤维素分离。它与传统的亚硫酸盐或碱煮法制备纸浆不同。

选取松木片、杉木片及稻草为原料，采用不同的溶剂、催化剂配比以及变换反应温度、时间等条件进行高沸醇溶剂法制备纤维素与木质素的试验，其结果分别列于表1、表2。

表1的数据表明，不管反应条件如何变化，高沸醇溶剂法从松木片制备纸浆的得率均大于传统化学浆法(43%)。除了纤维素之外，高沸醇木质素的得率大于25%，原料资源得到更加充分的利用。用高沸醇溶剂法从稻草中制备纤维素与木质素的实验结果表明，催化剂会对纤维素与木质素的得率产生较大的影响。其主要原因在于未加催化剂的条件下木质素不能充分溶解于溶剂中，使得纤维素的得率增加，而木质素得率偏少。

1，4-丁二醇沸点较高，所以挥发性很低，与低沸点的乙醇、丙酮相比，在洗涤纤维素时蒸发损失较少，整个过程没有排放污染物质，使用后的高沸醇溶液可以通过减压蒸馏脱去水分后重复使用。根据我们的实验结果，这种工艺不仅对木片适用，而且对草木秸秆等农业废弃物都可加以应用。所以高沸醇溶剂法制备纤维素和木质素有广泛的应用前景。

2.2高沸醇溶剂法产物性能的讨论

HBs纤维素可以用于造纸。尽管因为蒸煮温度的影响，其裂断长比传统化学浆稍短一些，使得纤维强度方面略显逊色，但它的各项性能指标均优于其它溶剂法制得的产品。蒸煮时间1小时的松木纤维素聚合度大于1200，随着反应时间的推移，纤维素的聚合度逐渐变小，根据产品的使用目的适当调整蒸煮时间，即可在一定程度上控制最终产物的聚合度。

冷冻干燥后的HBS木质素是一种棕色粉末，可溶于l，4一丁二醇或苯酚，但不溶于水。松木HBS木质素的紫外光谱中，在大于300nm区域出现宽大的肩峰，这是由于分子中存在共扼体系造成的。HBS木质素的红外光谱如图2所示，与磨木木质素的红外光谱比较相似。H BS木质素具有较高的化学活性，它可以与醛或酚类发生化学反应。在制备过程中，没有加入亚硫酸盐或碱蒸煮，它是经过高沸醇溶剂作用而与纤维素分离的。因此，HBS木质素灰分含量很低，从松木中提取的HBS木质素灰分仅0.6%。其它原料提取的高沸醇木质素的灰分请参见表3。对于染料用木质素分散剂来说，灰分含量对其胜能有相当大的影响。传统的木质素磺酸盐灰分含量多在20%以上，严重制约了它在染料分散剂方面的应用。朱德仁等的综述指出，要加速我国木质素分散剂的发展，就必须从工艺上着重解决无机盐含量偏高的问题，对此，使用高沸醇木质素将是一个很好的解决方案。

HBS木质素也比通常的造纸黑液中提取的木质素磺酸盐纯度更高，不必经过烦杂的提纯过程即可用于进一步改性，HBS木质素在染料分散剂方面有广泛的应用前景。有关HBS木质素在染料工业中的应用，敬请关注本课题组的后续报告。

3 结论

采用1，4-丁二醇为溶剂的高沸醇溶剂法可以从木片或草木秸秆等原料中制备纤维素与木质素，1，4-丁二醇溶剂可以回收并重复使用，既合理利用了资源，又不产生环境污染。因此，高沸醇溶剂法是一种值得推广应用的好方法。HBS木质素具有较高的化学活性，纯度高，有望在染料工业得到广泛应用。