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制浆造纸工业产生大量黑液，而作为黑液主要成分的木质素是自然界中能提供可再生芳基化合物的最丰富的可再生资源之一。随意排放造纸黑液将对环境造成破坏并威胁人类健康，目前主要采用碱回收技术处理黑液污染问题。碱回收技术是将黑液浓缩后燃烧回收其中的碱，但其中的木质素资源得不到应有的利用；同时，由于碱回收技术对于中小型制浆企业并不适用，黑液污染问题仍然严峻。本文主要以造纸黑液为原料，直接对造纸黑液进行磺化改性，制备混凝土减水剂，是实现造纸黑液资源化高效利用、保护环境走可持续发展道路的有效途径之一。
本论文以竹浆黑液BBL为研究对象，采用直接磺化法制备减水剂SBL，通过单因素实验得到SBL的优化工艺为：控制反应体系总物料浓度为33．3％，甲醛用量为0．3 g·g-1黑液，缩聚段温度保持在75℃，反应时间为1h；磺化剂用量为0．12g·g-1黑液，磺化温度为98℃，反应时间为2h，反应完成即得直接磺化黑液减水剂SBL。采用接枝磺化法制备减水剂GSBL，通过正交实验方法得到GSBL的优化工艺为：一段黑液加入量0．30g·g-1黑液，消泡剂用量0．015g·g-1黑液，Na2SO3用量0．14g·g-1黑液，H2O用量0．25g·g-1黑液，M单体用量为0．09g·g-1黑液，甲醛用量为0．30g·g-1黑液，反应完成即得接枝磺化黑液改性减水剂GSBL。
对改性产物SBL、GSBL物化性能的研究表明，黑液BBL的pH从12．5调到7．0时，黑液中木质素的溶解量仅为47．80％；改性产物SBL、GSBL中的木质素水溶性得到提高，当溶液pH调节到7．0时，木质素溶解量分别达到98．2％和94．83％。黑液BBL在5％浓度下的初始起泡高度为60mm，15min后泡沫高度仪为8mm，泡沫稳定性差；经过改性后黑液中的木质素起泡性能加强，SBL、GSBL水溶液的初始泡沫高度分别为94mm和82mm，且泡沫稳定性较好，15min后仍保持泡沫高度为22mm和25mm。黑液BBL在浓度40g·L-1时的表面张力为49．6 mN·m-1，经过改性后黑液中的表面活性提高，SBL、GSBL的表面张力分别降低到38．3 mN·m-1、22．8 mN·m-1。与黑液酸析出来的木质素对比，SBL、GSBL的红外光谱分析表明，经过改性后的黑液木质素中引入了亲水性基团-SO3-，产物磺化度分别为3．08mmol·g-1和2．53mmol·g-1；凝胶色谱分析表明，SBL、GSBL中木质素分子量显著增加，重均分子量由3215分别增加到4885和10703。
将黑液改性产物用作混凝土减水剂，研究了SBL、GSBL及商品木质素磺酸钙CLS对水泥净浆、砂浆的影响。减水剂掺量为0．5％，当水灰比为0．38时，掺SBL、GSBL及CLS的水泥净浆流动度分别为192mm、221mm和198mm；掺SBL、GSBL及CLS的水泥净浆流动度240min后损失率分别为28％、34％和29％；通过测定水泥净浆凝结时间和水化放热，表明三种减水剂的缓凝效果SBL
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