木質素.(081223)

1、<p>　　木質素 (lignin) - 概述</p><p>　　木質素是由四種醇單體（對香豆醇、松柏醇、5-羥基松柏醇、芥子醇）形成的一種復雜酚類聚合物。木質素是構成植物細胞壁的成分之一，具有使細胞相連的作用。在植物組織中具有增強細胞壁及黏合纖維的作用。其組成與性質比較復雜，并具有極強的活性。不能被動物所消化，在土壤中能轉化成腐殖質。如果簡單定義木質素的話，可以認為木質素是對羥基肉桂醇類的酶脫氫聚

2、合物。它含有一定量的甲氧基，并有某些特性反應。木質素是植物細胞壁的主要組成部分。紙漿中根據所含木質素量可化學漿約15%，機械木漿幾乎含有全部。它還用于制備香蘭素和二甲基亞砜，也可用作鞣料或膠黏劑等。用濃酸溶解植物纖維和用堿提取木質素。前者以72%硫酸溶解，經有機溶劑提取后，使木質素沉淀而了。后者以燒堿溶液在170～180℃高溫下處理試料，提取木質素，在提取液中加酸酸化而沉淀分離。化學品或合成樹脂反應可得相應的木質素樹脂。 因單體

3、不同，可將木質素分為3種類型：由紫丁香基丙烷結構單體聚合而成的紫丁香基木質素（syringyl lignin，S-木質素），由愈創(chuàng)木基丙烷結構單體聚合而成的愈創(chuàng)木基木質素（guajacyl lignin，G-木質素）和由對</p><p>　　木質素 - 結構和性質</p><p>　　日本的八浜羲和曾對木質素下過這樣的定義：木質素是在酸作用下難以水解的相對分子質量較高的物質，主要存在于木

4、質化植物的細胞中，強化植物組織。其化學結構是苯丙烷類結構單元組成的復雜化合物，共有三種基本結構(非縮合型結構)，即愈創(chuàng)木基結構、紫丁香基結構和對羥苯基結構，分子結構式如圖所示， </p><p>　　同時含有多種活性官能團，如羥基、羰基、羧基、甲基及側鏈結構。其中羥基在木質素中存在較多，以醇羥基和酚羥基兩種形式存在，而酚羥基的多少又直接影響到木質素的物理和化學性質，如能反映出木質素的醚化和縮合程度，同時也能衡量木

5、質素的溶解性能和反應能力；在木質素的側鏈上，有對羥基安息香酸、香草酸、紫丁香酸、對羥基肉桂酸、阿魏酸等酯型結構存在，這些酯型結構存在于側鏈的α位或γ位。在側鏈α位除了酯型結構外，還有醚型連接，或作為聯(lián)苯型結構的碳-碳聯(lián)結。同酚羥基一樣，木質素的側鏈結構也直接關系到它的化學反應性。</p><p>　　對羥苯基結構愈創(chuàng)木基結構紫丁香基結構</p><p>　　由于木質素的分子結構中存在著芳香

6、基、酚羥基、醇羥基、碳基共扼雙鍵等活性基團，因此可以進行氧化、還原、水解、醇解、酸解甲氧基、梭基、光解、酞化、磺化、烷基化、鹵化、硝化、縮聚或接枝共聚等許多化學反應。其中，又以氧化、酞化、磺化、縮聚和接枝共聚等反應性能在研究木質素的應用中顯示著尤為重要的作用，同時也是擴大其應用的重要途徑。在此過程中，磺化反應又是木質素應用的基礎和前提，到目前為止，木質素的應用大都以木質素磺酸鹽的形式加以利用。在亞硫酸鹽法生產紙漿的工藝中，正是由于亞硫酸

7、鹽溶液與木粉中的原本木質素發(fā)生了磺化反應，引進了磺酸基，增加了親水性，而后這種木質素磺酸鹽在酸性蒸煮液中進一步發(fā)生水解反應，使與木質素結合著的半纖維素發(fā)生解聚，從而使木質素磺酸鹽溶出，實現了木質素、纖維素與半纖維素的分離，得到了紙漿，同時也使木質素的應用成為了可能。</p><p><b>　　木質素 - 應用</b></p><p>　　利用木質素作為橡膠補強劑的方

8、法，屬木質素在橡膠工業(yè)中應用的技術領域。其要點是在濃縮的造紙廢液中加進甲醛制成木質素甲醛樹脂，再按比例加入硫磺、氧化鋅、硬脂酸、硫化劑、硫化促進劑、硫化活化劑與橡膠在一定溫度下進行硫化。本發(fā)明可使橡膠中填充大量木質素仍不需加軟化劑，這既節(jié)省大量橡膠，又可獲得優(yōu)良性質的硫化膠，同時硫化中不會塵土飛揚污染環(huán)境，又使造紙廢液變害為利，有著很大的社會和經濟效益。</p><p>　　隨著人類對環(huán)境污染和資源危機等問題的認

9、識不斷深入 ,天然高分子所具有的可再生、可降解,性等性質日益受到重視。廢棄物的資源化與可再生資源的利用 ,是當代經濟與社會發(fā)展的重大課題 ,也是對當代科學技術提出的新要求。在自然界中 ,木質素的儲量僅次于纖維素 ,而且每年都以500 億噸的速度再生。制漿造紙工業(yè)每年要從植物中分離出大約 1.4 億噸纖維素 ,同時得到 5000萬噸左右的木質素副產品,但迄今為止 ,超過95 %的木質素仍以“黑液”直接排入江河或濃縮后燒掉 ,很少得到有效利

10、用?；茉吹娜找婵萁?、木質素的豐富儲量、木質素科學的飛速發(fā)展決定木質素的經濟效益的可持續(xù)發(fā)展性。木質素成本較低，木質素及其衍生物具有多種功能性，可作為分散劑、吸附劑/解吸劑、石油回收助劑、瀝青乳化劑，木質素對人類可持續(xù)發(fā)展最為重大貢獻就在于提供穩(wěn)定、持續(xù)的有機物質來源，其應用前景十分廣闊。研究木質素性能和結構的關系，利用木質素制造可降解、可再生的聚合物。木質素的物化性能和加工性能、工藝成為目前木質素研究的障礙。 </p>

11、;<p>　　木質素 - 用途和使用方法</p><p>　　主要用途：1、用作混凝土減水劑：摻水泥重量的0.2-0.3%，可以減少用水量10-15%以上，改善混凝土和易性，提高工程質量。夏季使用，可抑制坍落度損失，一般都與高效減水劑復配使用。2、用作選礦浮選劑和冶煉礦粉粘結劑，冶煉業(yè)用木質素磺酸鈣與礦粉混合，制成礦粉球，干燥后放入窯中，可提高冶煉回收率。3、耐火材料：制造耐火材料磚瓦時，使用

12、木質素磺酸鈣做分散劑和粘合劑，能改善操作性能，并有減水、增強、防止龜裂等良好效果。4、陶瓷：用于陶瓷制品可以降低碳含量增加生坯強度，減少塑性粘土用量，泥漿流動性好，提高成品率70－90%，燒結速度由70分鐘減少為40分鐘。5、其它：木質素磺酸鈣還可用于精煉助劑，鑄造，水煤漿分散劑，農藥可濕性粉劑加工，型煤壓制，道路、土壤、粉塵的抑制，制革鞣革填料，炭黑造粒，飼料粘合劑等方面。</p><p>　　木質素磺酸鈉

13、是陰離子表面活性劑,棕黃色粉末。主要用于分散染料和還原染料的分散和填充，具有良好的分散性、耐熱穩(wěn)定性和高溫分散性，助磨效果良好，對纖維沾污輕，對偶氮染料還原性小.</p><p>　　使用方法：1、木質素磺酸鈉主要用于分散、還原染料，還可作為酸性染料的稀釋劑，顏料分散劑。2、作為高效混凝土減水劑，比木質素磺酸鈣性能優(yōu)越，適于涵洞、堤壩、水庫、機場及高速公路等工程.3、用于鉛酸蓄電池和堿性蓄電池陰極防縮劑，提高電池