木质素(简称木素lignin)与纤维素及半纤维素共同形成植物体骨架,是自然界中在数量上仅次于纤维素的第二大天然高分子材料。制浆造纸工业每年可得到5000万吨左右的木素副产品,但迄今为止,超过95%的木素仍然主要作为工业制浆的废弃物,随废水直接排入江河或浓缩后烧掉,绝少得到高效利用。因此本论文力图在实验室范围内,对自催化乙醇法制浆废液中的木质素进行羟甲基化、接枝、聚合等多种化学改性,并研究其改性产物作为特殊的造纸化学品,在纸页增强、纸页施胶及助留助滤方面的应用。改性木素在造纸工业上的综合利用对经济的发展和环境的保护都具有现实意义。本论文用甲醛对杨木乙醇木素进行羟甲基化改性,改性的工艺条件为:甲醛的用量为7.37mmol/g lignin;pH值为10.0;反应温度为65℃;反应时间为90 min,改性后木素羟甲基的含量为12.84%。经羟甲基化改性后的木素反应活性增强,为进一步与PAE树脂聚合成木素型造纸湿强剂创造了条件。试验采用自制PAE树脂在碱性条件下与羟甲基化木素进行聚合反应,羟甲基化木质素的用量为40%;pH值为8.5;反应温度为45℃;反应时间为3h。制得的湿强剂为褐色液体,当添加量为1.2%时,使得纸页的湿抗张强度保留率为33.67%;湿耐破度保留率为46.09%,而未添加改性物的纸页基本不具备湿强度。在相同条件下,添加0.8%PAE树脂的纸页,湿抗张强度保留率为36.88%;湿耐破度保留率为49.74%,合成的木素型湿强剂的湿强效果较PAE树脂略差,但能满足湿强剂的使用要求,同时降低了使用成本。本论文以过氧化氢和亚硫酸铁作为杨木乙醇木素与丙烯酰胺接枝反应的引发剂,接枝反应条件为:丙烯酰胺用量2.5g,氧化性引发剂过氧化氢用量为2.5%,还原性引发剂亚硫酸铁用量为0.02%,反应温度为45℃,反应时间为3h,在该反应条件下可以得到产率为98.44%、接枝率为97.82%的接枝产物,将其产物作为助留助滤剂,当加入量为0.1%时,助留效果明显,填料留着率为11.63%,比未加任何助剂的情况下提高了2.21个百分点,说明木素与丙烯酰胺接枝产物有较好的助留效果;接枝产物加入量为0.20%时得到最佳的助滤性能。在碱性条件下以杨木乙醇木素和自制环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵为原料合成木素型纸页施胶剂,合成施胶剂的单体(环氧丙基二甲基十二烷基氯化铵)与木素的质量比为2:1;引发剂采用NaOH,其浓度为1.0mol/L;反应温度为70℃;反应时间为6h。将该木素型施胶剂加入到纸页中,当加入量为1.0%时,测得纸页的吸水性降低了58.9g/m~2,说明该纸页内部施胶剂具有较好的施胶效果。在实验室范围内对木素进行化学改性,得到的衍生物作为一种特殊的造纸化学品作为湿强剂、助留助滤剂和施胶剂取得了良好的效果,虽然这方面的研究工作才刚刚起步,但已显示出广阔的发展前景。