改性黑液减水剂的产业化可行性报告.docx
《改性黑液减水剂的产业化可行性报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《改性黑液减水剂的产业化可行性报告.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
改性黑液减水剂的产业化可行性报告
十一、项目可行性报告
1立项的目的和意义
造纸产业是与国民经济和社会事业发展关系密切的重要基础原材料产业，2007年我国造纸工业纸及纸板产量达5600万吨，生产量和消费量均居世界第二位，已成为世界造纸工业生产、消费和贸易大国。
到2010年，纸及纸板产能将达到9000万吨。
长江以南是造纸产业发展的重点地区，广东省省委、省政府1998年已将造纸工业确定为重点培育的三大潜力支柱产业之一。
目前我省造纸工业位居国内三甲，并且拥有市场优势和一定的资源优势（地处亚热带，适于造纸原料林生长）。
《广东省造纸工业2005-2010年发展规划》指出：
2010年纸和纸板产量将达到1340万吨，纸浆（含废纸浆、新浆）产量950万吨。
广东省的造纸工业将保持快速发展的势头。
但造纸业带来的环境污染长期困扰着人们。
在造纸废水中，黑液是主要的污染源。
在自然界中木质素的蕴藏量仅次于纤维素，是第二大天然高分子有机物。
造纸制浆工艺是通过蒸煮将植物原料中的纤维素分离出来，而木质素和部分半纤维素则残留在蒸煮废液中。
我国制浆工业以碱法制浆为主，产生大量黑液。
黑液是高浓度的碱性有机废水，含有大量的木质素等有机物和无机盐类物质。
碱木质素是制浆黑液的主要成份，每生产一吨纸浆就会产生一吨碱木质素。
制浆黑液直接排放严重污染环境，造成大量的鱼类死亡，土地盐碱化及板结，对生态环境造成了巨大的直接破坏和潜在危害。
目前规模制浆企业大都采用碱回收处理黑液，将黑液浓缩后烧掉回收烧碱，但经济上并不划算，导致碱回收率一直徘徊在60％～70％，对环境造成极大压力。
造纸黑液中的碱木质素经过改性可用于建筑、陶瓷、石油等许多领域，正如有的研究者预言，将来木材中的木质素将成为比纤维素更有价值的东西。
因此，造纸黑液的资源化高效利用是造纸工业推行循环经济的重要内容，在防止污染的同时创造新的经济效益，是目前急需解决的问题，直接关系造纸工业的竞争力和可持续发展。
随着石油资源的紧缺及环境污染问题的日趋严重，充分利用天然可再生资源，生产“环境友好”的绿色产品以及绿色化学工艺已成为当前化学、化工及其交叉学科研究的热点和前沿。
欧美发达国家政府与产业界正着手研究制定利用可再生资源来补充或替代目前过分依赖的不可再生且日益减少的化石资源的策略。
1996年美国政府组织有关行业协会、学术团体、产业界和教育科研部门专家研究可再生资源开发利用问题，1998年提出《2020年植物/农作物为基础的可再生资源－通过可再生植物/农作物资源利用加强美国经济安全性的设想》，其重点是建立了“植物基资源是越来越重要的工业原料资源”新观念。
同时确定了方向性目标：
2020年化学基础产品中至少有10%来自植物的可再生资源原料，到2050年提高到50%。
也就是说，随着矿物资源的枯竭，到2050年将有一半的原料来自可再生资源，因此，能否高效利用这些可再生资源是社会可持续发展的重要因素。
2004年全球造纸工业纸浆产量1.88亿吨，其中化学浆1.31亿吨。
据估算，每年大约可产生约1.3亿吨造纸黑液（折固）或5000万吨粗木质素产品。
木质素是由高度取代的苯丙烷单元以碳碳键和醚键等形成的复杂天然高分子聚合物。
目前只有少部分木质素产品作为油田用表面活性剂、混凝土添加剂、农用化学品、工业粘合剂等得以利用，大部分排入江河或烧掉以回收碱，既污染环境，又浪费资源。
尽管目前只有大约10%的木质素被综合利用，但得到应用的木质素基材料的产值已达到60亿美元；若将全部的木质素加以综合利用，其经济效益巨大，同时对于推动资源生态化利用的发展将产生重大的意义。
减水剂是用以改善水泥砂浆及混凝土各项物理力学性能的一类表面活性剂，具有投资少、推广应用容易、技术经济效益和社会效益显著的特点。
我国每年使用的混凝土约为24亿立方米，消耗减水剂超过280万吨，且保持快速增长。
目前使用的混凝土减水剂以萘磺酸盐甲醛缩合物（简称萘系）为主，占80％以上，但在实际应用中存在性能不稳定、价格偏高、稳定性较差以及对水泥适应性差等问题。
本项目在前期研究基础上，以提高碱木质素的水溶性和反应活性为目标，通过接枝活化磺化反应研制磺化木质素，通过缩聚、接枝共聚等化学反应及与其它表面活性剂组装复配技术，调控其分子量、官能团含量、亲水疏水特性及其在溶液中的聚集状态和界面的吸附行为，以造纸黑液为原料，开发研制出具有优良的表面活性、分散、稳定和润湿性能的木质素基混凝土高效减水剂和水煤浆添加剂等功能高分子表面活性剂，有望获得自主知识产权。
在此基础上进一步研制出适应性更广的系列产品，同时进行放大试验，为工业化生产提供优化工艺与参数，建立生产示范工程，实现造纸黑液资源化规模利用，推动木质素可再生资源的高效利用。
2国内外概况
碱木质素主要来源于碱法或硫酸盐法制浆黑液，是以苯丙烷基为基本结构单元，具有网状结构的一类无定形高聚物，结构复杂、分子量分布较宽，分子中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、甲氧基、羧基、共轭双键等活性基团。
碱木质素能进行氧化、还原、水解、醇解、光解、酰化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩合或接枝共聚的化学反应，可以利用化学反应改变它的溶解性、分子量、胶体性质和表面活性等以提高其利用价值。
至今为止，对造纸黑液的利用主要归纳为以下几个方面：
1）将从黑液中的提纯的木质素降解，以生产低分子量的化学品替代石油和天然气原料。
从上世纪六十年代开始一直有相当多的研究工作致力于碱木质素的高温降解研究，但由于碱木质素的结构有别于淀粉、纤维素等由结构单元规则重复的物质，降解时必然导致产物组成复杂，同时会有大量的副产品产生，难以鉴定、分离和提纯。
这一部分工作一直在进行着，但还没有工业化的报道。
2）合成树脂和粘接剂。
这类报道较多，由于木质素结构单元上含有多个酚羟基，用作酚来与甲醛反应生产酚醛树脂、聚氨基甲酸酯，可减少甲醛的释放量。
3）根据碱木质素的基团特征研制高附加价值的精细化工产品，如合成功能高分子表面活性剂。
表面活性剂是一类用量少，但能显著影响体系行为的物质，具有润湿、分散、凝聚等多个方面物化性能，广泛应用在轻工、建材、采矿、石油和环保等许多领域，需求量很大。
目前，决定表面活性剂生产发展的因素主要是环保、安全和生产成本（特别是原料价格），由于石油产品价格的波动，加上人们对环境问题的日益关注，因此以可再生资源为主要原料生产的表面活性剂产量有了明显增长。
造纸黑液中的碱木质素仅溶于碱性介质，其水溶性差和反应活性较低，限制了它的应用。
碱木质素化学改性的目的是提高它的水溶性、表面活性和反应活性，通常有三种改性方法：
（1）经胺化反应，获得阳离子表面活性剂；
（2）经磺化反应可使之转化成为磺化碱木质素阴离子表面活性剂。
（3）经环氧乙烷化反应，获得非离子表面活性剂。
目前碱木质素及造纸黑液不能得到广泛应用的原因是由于其性能差，不能满足工业的要求；改性产品的成本高，缺乏市场竞争力。
因此，要资源化高效利用碱木质素及造纸黑液，必须对其进行改性，开发具有更高性价比的木质素基产品。
此外造纸黑液中木质素来源于天然化合物，结构复杂、分子量分布不一，加上其在水溶液中的团聚结构，使其改性工作难度大。
传统的“构效关系”研究模式不能指导木质素的改性研究工作和造纸黑液的资源化利用研究，应用基础研究薄弱和工艺技术落后使得碱木质素和造纸黑液难以得到有效地利用。
减水剂是用以改善砂浆及混凝土各项物理力学性能的外加剂，具有投资少、推广应用容易、技术经济效益和社会效益显著的特点。
我国每年使用的混凝土约为24亿立方米，消耗减水剂超过280万吨。
随着经济建设的发展，我国的减水剂用量将快速增长。
到目前为止，尽管各种高效减水剂的研制取得了较大的进展，但目前占据国内外高效减水剂主要市场仍是以萘磺酸盐甲醛缩合物为主，占70%以上，萘系减水剂不仅消耗了大量的化石资源，而且萘对人体会造成“致癌、致畸、致突变”的危害。
此外其对混凝土性能有一个严重不足，就是其坍落度损失大。
配制高流动性混凝土时，由于其较大的坍落度损失，容易引起混凝土粘稠性不足，使混凝土与水易产生分离，导致混凝土材料收缩大、力学结构不均匀等问题。
因此，目前迫切需要研制开发既能满足工程要求，生产成本又低的高效减水剂。
因此，以来源丰富、价格低廉的造纸黑液为原料开发混凝土高效减水剂以代替萘系减水剂，能有效解决回收碱木质素的出路，加快可再生资源的开发，具有重要的经济和社会意义。
近年来，世界各国开始重点研究如何将原材料来源丰富、价廉的富含有木质素的造纸黑液制备成混凝土高效减水剂的技术途径。
AmelKamouna等从碱法制浆黑液中提取针草木质素，将木质素分离提纯后，加入亚硫酸钠和甲醛，在pH＝7～9，温度为130～160℃时，反应3～6h，得到产品SEL用作混凝土减水剂，减水率可达7％～12％。
YasuyukiMatsushita等先用苯酚活化酸析木质素，然后分别采用磺甲基化，羟甲基化和芳基磺化对其进行改性。
常大勇等通过磺化将碱木质素制备成混凝土减水剂，减水率大于8％。
樊耀波等将从麦草造纸黑液中提取的木质素进行磺化改性，使混凝上减水率达10％。
NadifA.将碳酸氢钠麦草碱木质素用作砂浆减水剂。
NakanoJ.将稻草碱性黑液磺甲基化后，通过提纯、复配等方法制备木质素混凝土添加剂。
RoyT.K.等将甘蔗渣、稻草、麦草废碱液的木质素经过140～150℃下两步法磺化所得磺化木质素具有较好分散性能。
由于木质素结构中含有较多甲氧基，反应活性低，这些研究所得产品的磺化度偏小、分子量也较低，性能不理想，一般只能用作普通减水剂。
3市场预测和发展趋势
随着能源与资源危机的日益突出，许多国家政府和产业界都呼吁开发和利用木质素和纤维素等可再生资源来补充和取代目前过于依赖并日益减少的石油资源。
美国在1998年提出的《实施植物/农作物为基础的可再生资源2020年设想的技术指南》中指出：
2020年化学基础产品中至少有10%来自植物的可再生资源原料，到2050年提高到50%。
木质素作为第二大天然聚合物将在可持续资源的开发和利用中扮演越来越重要的角色。
2005年我国生产的纸浆为1600万吨，产生工业木质素约1600万吨，其中90％以上的工业木质素被烧掉或作为废物排放，既浪费了资源，又严重污染了环境。
制浆工业为产业界提供了数百万吨价格低廉的工业木质素。
特别是碱木质素，其回收利用对于解决制浆黑液严重污染环境具有重要的意义，同时也是迫在眉睫的重大社会问题。
广东省政府于2004年10月通过了《化学制浆行业统一规划统一定点实施意见》，为碱木质素的集中大规模工业化应用提供了政策支持。
混凝土是土建工程中用量最大、用途最广的建筑材料，任何一个现代化的建筑工程中都离不开混凝土；包括高层建筑、超高层建筑、大跨度桥梁、水工大坝、海洋资源开发工程等；据统计全世界每年的混凝土产量超过50亿立方米。
随着建筑技术的不断发展和进步，对混凝土的技术要求也越来越高，混凝土不仅要求具有可泵性、可调凝、早强、高强、水化热低、大流动度、轻质、低脆性、高密实等性能，而且具有耐久性好，制造成本低，成型容易，养护期短等优点；二这些要求必然需要通过混凝土外加剂的使用来实现。
随着建筑工程技术的发展，混凝土技术的提高和应用领域的拓宽，特别是高性能混凝土的大力推广，混凝土外加剂作为混凝土必不可少的第五组分快速发展。
一直以来建材工业被认为是环境污染最为严重的工业之一，最为传统建材的水泥混凝土生产又是重中之重，因此“绿色生态混凝土”的发展已经刻不容缓，而化学外加剂尤其是高效减水剂是配制和生产“绿色生态混凝土”必不可少的组分。
目前我国每年的混凝土用量为15亿立方米，掺减水剂的混凝土仅占混凝土总量的30%~40%，与国外先进国家（掺减水剂混凝土占总量的90%左右）的差距仍然较大，因此混凝土高效减水剂有着巨大的潜在市场。
聚羧酸系和氨基磺酸系高效减水剂是近十几年来国际上新研究开发的适用于配制高性能混凝土的高效减水剂。
但聚羧酸系高效减水剂的制备工艺复杂，生产控制难度大，产品性能不稳定且成本较高，目前在我国还难以普及应用；而氨基磺酸系高效减水剂在应用过程中存在混凝土保水性不好，离析泌水现象严重，甚至浆体板结与水分离等问题，影响了其推广应用。
另外三聚氰胺系高效减水剂原料成本较高，工艺复杂，产品质量不稳定，成品仅能以液体存在，运输困难。
上述原因造成萘系高效减水剂在我国高效减水剂的生产和应用中所占比例超过70%。
萘系高效减水剂以工业萘、浓硫酸、甲醛为主要原料，通过磺化、缩聚和中和得到。
据统计，2007年我国消耗高效减水剂约为150万吨，其中萘系超过100万吨，需要消耗工业萘近50万吨。
从2006年开始，工业萘及化工原料也开始大幅度涨价，增幅均超过30%，使得高效减水剂的成本大幅度增加。
2007年，我国高效减水剂使用量大约为278万吨，由于我国混凝土用量一直在增加，商品混凝土以20%左右的速度在增长，同时应用比例也在不断提高，因此对混凝土减水剂的需求将保持20%以上的增长速率；估计在未来十年内混凝土减水剂的需求量将达到400~500万吨/年。
因此我国减水剂还处于市场发展阶段，空间还很大。
改性黑液减水剂以其良好的性能，较低的价格，在C20~C50商品混凝土中占据10%的份额是完全有可能的，因此通过2~3年的努力，将改性黑液减水剂产业化项目完满完成，达到每年生产销售量为2万吨。
另外将造纸黑液改性为混凝土高效减水剂，可以大幅度提高木质素的附加价值，增强人们对它回收利用的积极性。
随着世界性资源危机的出现和对生态环境要求的日益提高，同时造纸黑液具有原料来源丰富、价格便宜、无毒等优点，不仅可以解决原料来源的问题，同时还可以创造巨大的经济效益，又是变废为宝、解决环境污染的一条有效途径。
4具体研究开发内容和重点解决的技术关键问题
本研究以从造纸黑液中提纯分离的碱木质素为研究对象，以提高碱木质素的水溶性和反应活性为目标，采用氧化磺化、磺甲基化、接枝磺化等工艺进行磺化反应提高其磺化度制备成改性黑液减水剂产品（磺化碱木质素）。
并对实验室小试结果进行中试放大试验，研究磺化工艺、磺化剂、磺化温度等工艺参数对反应产物磺化度和分子量的影响规律，优化并确定工业化生产技术路线与工艺参数。
研究开发内容
1）碱木质素的分离与结构表征。
对来自于不同原料（包括树木、秸秆及竹等）造纸黑液的碱木质素进行化学成分分析，采用萃取法、超滤法进行分离提纯，对不同来源的碱木质素的活性基团、分子量和结构单元等进行表征。
2）碱木质素磺化改性工艺的研究。
首先研究活性基团对碱木质素磺化反应效率和磺化度的影响，以确定磺化反应过程中需要引入的活性基团；研究不同的磺化工艺如接枝磺化、活化磺化、高压普通磺化等化学改性方法对产物磺化度的影响规律，确定最优的磺化工艺路线；探索产物的磺化度大小对其在水溶液中构型的变化。
3）磺化碱木质素的分子结构（分子量、活性基团）表征和表面物化性能的研究，并进一步建立“活性基团－表面物化性能”相互影响关系模型。
4）采用现代测试技术研究碱木质素的磺化反应机制，得出影响磺化度和分子量的关键工艺参数。
5）研究反应设备放大后，原料配比、反应温度、反应浓度、反应时间及反应釜中料液的流动速度等对产品质量及得率的影响规律，为工业生产提供工艺参数，优化反应设备结构参数，减少温度梯度和浓度梯度对产品性能的影响，并进行放大生产的工艺优化和降低生产成本的关键工程化技术研究。
6）规模生产装置设计与工艺优化。
针对造纸黑液资源化利用产品的改性工艺特点，优化设计原料的计量与加料方式、温控与加热方式、冷凝控制方式与装置、管路设计与生产控制、产品质量过程控制方法的建立。
7）工业产品理化指标和性能指标及检测方法的建立。
解决产品在混凝土和水煤浆工程应用中存在的其他问题。
完善产品性能、生产质量与应用效果。
重点解决的技术关键问题
对于木质素的研究已有上百年的历史，但由于木质素属天然高分子聚合物，结构复杂，至今还没有完全确定其分子的结构；阻碍木质素研究的主要原因是其单体间以碳-碳键和醚键随机结合的网状高分子、不确定的分子结构、分子量分布范围广，同时在制浆过程中木质素的分子量与基团也不同程度的发生了变化，使得工业木质素的改性工作难度大，应用受到了限制。
我国制浆工业以碱法制浆为主，造纸黑液含有的碱木质素占工业木质素90％以上。
碱木质素仅溶解于强碱性溶液，且浓度低，较差的水溶性严重限制了碱木质素和造纸黑液的工业应用。
本项目拟解决的技术难点如下：
1）造纸黑液的组成复杂、其中所含有的主要成分碱木质素的甲氧基含量高、分子量较小，反应活性较低。
高压磺化是提高磺化效率的常用方法之一，但是生产成本较高且难以控制，研究表明在提高磺化剂的用量时常会降低产物的分子量。
因此如何实现在提高反应产品磺化度的同时提高其分子量是制备木质素基功能高分子表面活性剂的关键。
2）通过我们前期的反复实验结果表明碱木质素作为功能高分子表面活性剂，其磺化度、分子量以及在固体颗粒表面的吸附构型是影响其表面物化性能和应用性能的主要因素。
因此，以提高其应用性能为目的，如何优化反应工艺参数，调控产品的磺化度和分子量等结构特性参数也是拟解决的关键技术问题。
3）造纸黑液中的碱木质素分子结构和化学成分随制浆原料和工艺的变化而有一定的差异，开发出适用于不同黑液的反应工艺、合成性能稳定的产品是关系能否工业化规模生产的关键。
5项目的特色和创新之处
1）造纸黑液中的碱木质素组成复杂、平均分子量较小，反应活性较低。
采用接枝活化磺化技术提高碱木质素的反应活性和磺化效率，解决了碱木质素磺化效率低及成本高的难题。
2）充分利用高分子化学、界面与胶体化学理论基础知识和现代仪器、计算机模拟技术，通过研究木质素的亲水基团、聚集体形态及分子量等对反应活性的影响规律，探索活性基团、分子量、表面活性剂及其助剂等因素对其聚集体结构、表面活性和吸附分散性能的影响，为木质素基功能表面活性剂的研发中的分子结构设计和配伍组装技术提供理论指导。
3）由于造纸制浆黑液组成复杂，除了含有木质素，还有一定量的碱、有机酸、无机盐等杂质。
本研究在制备改性黑液减水剂反应过程中将黑液中的碱用作体系的催化剂，直接采用造纸黑液为原料，不再对原料和产品进行分离。
因此，该技术既充分利用了造纸黑液中的木质素，还可以利用其他各组分，可避免了对废液的分离提纯造成对环境的污染，属于零排放的绿色化学工艺。
6要达到的技术、经济指标
以造纸黑液为原料研制木质素基磺化产品，在此基础上通过调整工艺参数及与其他表面活性剂配伍组装，研制2～4个改性黑液减水剂系列产品，其性能达到或超过国内外同类产品水平，而生产成本仅为其60％～80％。
研制的混凝土减水剂系列产品具有引气量适中、减水率高、增强效果显著等性能，显著提高混凝土的工作性和耐久性，其主要技术指标：
掺量为0.5％时，减水率20％～30％，比木浆木质素磺酸盐的减水率提高1～2倍以上；含气量不超过3%；在坍落度相同条件下，28天混凝土抗压强度比大于120％。
本项目改性黑液减水剂的成本（包括原材料、水电汽消耗、固定资产折旧、管理费用、生产人工费用等）约为3000~3500元/吨；根据目前市场情况和竞争产品的成本与售价，预计进入市场后改性黑液减水剂产品的销售价格为4000~4500元/吨；每吨产品的毛利润为500~1000元。
项目完成后，预计将达到10000~20000吨/年的产能，则将新增4000万多元的年产值，新增利税600万元。
7项目社会、经济效益分析
我国正处于经济高速发展和大规模建设阶段，对于混凝土减水剂的需求居世界首位。
目前国内及省内应用于混凝土的高效减水剂产品主要以萘系高效减水剂，氨基磺酸盐高效减水剂为主；重点工程开始使用聚羧酸系超塑化剂。
由于目前木质素系减水剂（利用造纸废液中的红液制造的产品，红液仅占废液的10%）具有不可预计的缓凝、引气等特点，很少单独使用。
本项目研制的改性黑液减水剂具有引气量适中、减水率高、增强效果显著等性能，而且成本较低，具有较高的性价比优势。
按目前的原料价格，生产1吨改性黑液减水剂剂的成本约为3000～3500元，销售价格约为4000～4500元，明显低于目前广泛使用的萘系产品，可以成为国内外高效减水剂强有力的竞争对手。
在保证产品性能的前提下，成本大幅度地降低必将促使混凝土减水剂和水煤浆添加剂在混凝土和水煤浆工业中得到大规模应用，同时促进混凝土和水煤浆行业的发展，这将会产生更大的经济与社会效益。
目前国内造纸黑液年产达1600万吨，如果能将其中的50％进行改性制备高附加价值的精细化工产品，产值将超过200亿元。
造纸黑液资源化应用不仅可开拓木质素的应用市场，减少制浆黑液对环境的污染；而且还可提高原料来源于可再生资源的比例。
所以改性黑液减水剂的产业化将具有重大的经济、社会与环境效益。
对于造纸工业，通过造纸废液的回收资源化利用提高废液的附加值，使得废液不再是造纸工业的负担，既减少了对环境的污染，又增加了经济效益；同时减少造纸工业因碱回收增加的固定资产投资，提高产业的国际竞争力。
对于精细化工行业，以造纸废液为原料生产多种精细化学品，既拓宽了原料来源，减少对石油和煤的依赖度；同时降低了原料成本，提高了竞争力。
对于混凝土行业，改性黑液减水剂的应用不但降低了成本，而且能提高混凝土工作性和耐久性。
同时改性黑液减水剂同样可替代萘系减水剂应用于水煤浆添加剂，在提高水煤浆质量的同时降低成本，有利于提升水煤浆的行业竞争力。
目前我国掺外加剂的混凝土仅占混凝土总量的20~30％，如果能将外加剂的掺用量比例提高到50%，就以发挥外加剂的增强特点（增加混凝土28天强度）来推算，全国每年大约可节省水泥600~800万吨，相当于少投资建设30~40个年产20万吨的中型水泥厂，也相当于节约了100~160万吨标准煤，同时可以减少CO2排放600~800万吨。
另外通过减少水泥用量，大量利用优质的工业废渣、再生骨料和代用骨料，减少自然资源和能源的消耗；提高混凝土安全使用寿命，减少因修补或拆除造成的浪费和二次污染；提高混凝土的耐久性，延长建筑物的使用年限，减少因拆除而带来的大量固体废弃物。
以上可以看出，大力发展和推广使用改性黑液减水剂具有巨大的社会、经济综合效益。
8采用的方法、技术路线和流程
研究方法
对造纸黑液进分离提取碱木质素，以碱木质素为研究对象，采用接枝磺化技术以提高其磺化度和反应活性。
研究接枝磺化工艺路线、反应工艺参数对磺化碱木质素磺化度和分子量的调控规律；在此基础上利用高分子化学、界面与胶体化学理论基础知识和现代仪器、计算机模拟技术，探索活性官能团、亲水疏水链和分子量等因素对其聚集体结构及吸附分散性能的影响，进行木质素基功能高分子表面活性剂的分子结构设计及配伍组装技术的研究，得出调控木质素基功能高分子表面活性剂的性能的主要影响因素。
在上述研究基础上，以造纸黑液为原料采用接枝磺化技术、分子结构设计及配伍组装技术，调控其分子量、官能团含量及其聚集态结构，开发出具有优良减水分散、增强性能的木质素基混凝土高效减水剂和水煤浆添加剂等高附加值功能高分子表面活性剂，实现其产业化应用。
技术路线与流程
改性黑液减水剂生产技术路线
改性黑液减水剂项目研究技术路线
1）2009年6月至2010年2月，改性黑液减水剂的制备与应用研究。
研制改性黑液减水剂产品，其性能达到或超过国内外同类产品水平，而生成成本仅为其60%~80%。
研制的产品具有引气量适中、减水率高、增强效果显著等性能，提高混凝土的工作性和耐久性。
2）2009年10月至2010年4月，改性黑液减水剂的中试。
对试验室小试结果进行中试放大试验，研究磺化剂、磺化温度等工艺参数对反应产物磺化度和活性官能团的影响规律，优化并确定工业化生产技术路线与工艺参数。
3）2010年5月至2011年8月，改性黑液减水剂的产业化，工艺路线完善，生产工艺监控体系和质量保证系统的建立。
研究反应设备放大后，原材料配比、反应温度、反应浓度、反应时间及反应釜中流动速度等对产品质量及得率的影响规律，为工业化大生产提供工艺参数；建立生产工艺的监控体系，
升级会员 