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中國林科院“十三五”國家自然科學基金項目優秀成果彙編報道8

——松香基智能-響應表面活性劑的調控及應用

时间:2021-02-03 来源:科技处

文字: 圖片: 编辑:乌日娜

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林产化学:针对我国林木生物质规模化高值利用的国家战略需求,率先开展生物质多组分可控定向液化与高效分离关键技术研究、构筑新型纳米纤维素-树脂酸-油脂多臂星型热塑性生物基弹性体,为新型紫外线阻隔PSA材料奠定理论基础;创制了三氮唑吸附结构的木质素基离子吸附材料LBA,在国际上对水体资源净化中重金属离子Cd(II)的吸附容量处于领先地位(达到87.4 mg/g),推动了生物质精炼转化领域的理论与技术进步;构建了松香基智能-响应表面活性剂;创新了多结构松香基室温硫化硅橡胶材料的设计与合成,拉伸强度和断裂伸长率200%以上,形成系列高值化精细产品,促进了我国松香行业深加工技术水平的提升与产业升级转型。

松香基智能-響應表面活性劑的調控及應用

Regulation and application of rosin based responsive surfatants

松香是我國重要的林業生物質資源,年産脂松香達到40多萬噸,居世界第一位。我國對松香的深加工利用技術落後,深加工産品附加值較低,造成我國天然資源的巨大浪費,對松香進行深加工利用研究具有重要的意義。

中国林科院林化所松香利用創新團隊在国家自然科学基金优秀青年基金项目(批准号:31622017)资助下开展松香基智能-響應表面活性劑的調控及應用研究。针对松香的结构特点,采用催化异构、D-A加成等手段制备一系列结构新颖的pH及CO2響應型表面活性劑,研究了含松香剛性結構表面活性劑的聚集體形貌、相行爲及pH、CO2響應性能及用于超疏水碳材料、Pickering乳液的乳化分散等應用性能,松香表面活性劑可以形成三水相體系(AS3P),AS3P的上層爲蠕蟲膠束粘彈溶液,中間相爲海綿狀膠束,下層爲短棒狀膠束和球狀膠束的混合膠束。當pH爲6.40時,單壁碳納米管在松香基蠕蟲膠束粘彈溶液中至少可均勻穩定分散6個月。將單壁碳納米管的蠕蟲膠束粘彈分散液的pH調至小余1.32,體系形成ASTP,單壁碳納米管聚集在兩相之間,通過簡單的分液可以將單壁碳納米管回收。

松香表面活性劑與納米SiO2結合可以乳化油相制備Pickering乳液,所用表面活性劑的量可以減少約100倍,通過CO2可以使乳液在乳化和破乳之間循環調控,表面活性劑可以循環利用,大大節約成本。該研究爲新型生物質基表面活性劑的開發及應用提供理論指導,爲我國豐富的植物油脂資源的高值化利用開辟新的途徑。相關研究成果發表在Chem. Comm.CarbonChem. Europe.J. Agric. Food Chem.等期刊上。

松香表面活性劑相行爲及聚集體結構

松香表面活性劑Pickering乳液智能響應及調控

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