木質(zhì)素.(081223)

1、<p>　　木質(zhì)素 (lignin) - 概述</p><p>　　木質(zhì)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(fù)雜酚類聚合物。木質(zhì)素是構(gòu)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(zhì)比較復(fù)雜，并具有極強的活性。不能被動物所消化，在土壤中能轉(zhuǎn)化成腐殖質(zhì)。如果簡單定義木質(zhì)素的話，可以認為木質(zhì)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(yīng)。木質(zhì)素是植物細胞壁的主要組成部分。紙漿中根據(jù)所含木質(zhì)素量可化學(xué)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(zhì)素。前者以72%硫酸溶解，經(jīng)有機溶劑提取后，使木質(zhì)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(zhì)素，在提取液中加酸酸化而沉淀分離?；瘜W(xué)品或合成樹脂反應(yīng)可得相應(yīng)的木質(zhì)素樹脂。 因單體

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

4、質(zhì)化植物的細胞中，強化植物組織。其化學(xué)結(jié)構(gòu)是苯丙烷類結(jié)構(gòu)單元組成的復(fù)雜化合物，共有三種基本結(jié)構(gòu)(非縮合型結(jié)構(gòu))，即愈創(chuàng)木基結(jié)構(gòu)、紫丁香基結(jié)構(gòu)和對羥苯基結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)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(cè)鏈結(jié)構(gòu)。其中羥基在木質(zhì)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(zhì)素的物理和化學(xué)性質(zhì)，如能反映出木質(zhì)素的醚化和縮合程度，同時也能衡量木

5、質(zhì)素的溶解性能和反應(yīng)能力；在木質(zhì)素的側(cè)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(jié)構(gòu)存在，這些酯型結(jié)構(gòu)存在于側(cè)鏈的α位或γ位。在側(cè)鏈α位除了酯型結(jié)構(gòu)外，還有醚型連接，或作為聯(lián)苯型結(jié)構(gòu)的碳-碳聯(lián)結(jié)。同酚羥基一樣，木質(zhì)素的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)也直接關(guān)系到它的化學(xué)反應(yīng)性。</p><p>　　對羥苯基結(jié)構(gòu)愈創(chuàng)木基結(jié)構(gòu)紫丁香基結(jié)構(gòu)</p><p>　　由于木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)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(xué)反應(yīng)。其中，又以氧化、酞化、磺化、縮聚和接枝共聚等反應(yīng)性能在研究木質(zhì)素的應(yīng)用中顯示著尤為重要的作用，同時也是擴大其應(yīng)用的重要途徑。在此過程中，磺化反應(yīng)又是木質(zhì)素應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提，到目前為止，木質(zhì)素的應(yīng)用大都以木質(zhì)素磺酸鹽的形式加以利用。在亞硫酸鹽法生產(chǎn)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(zhì)素發(fā)生了磺化反應(yīng)，引進了磺酸基，增加了親水性，而后這種木質(zhì)素磺酸鹽在酸性蒸煮液中進一步發(fā)生水解反應(yīng)，使與木質(zhì)素結(jié)合著的半纖維素發(fā)生解聚，從而使木質(zhì)素磺酸鹽溶出，實現(xiàn)了木質(zhì)素、纖維素與半纖維素的分離，得到了紙漿，同時也使木質(zhì)素的應(yīng)用成為了可能。</p><p><b>　　木質(zhì)素 - 應(yīng)用</b></p><p>　　利用木質(zhì)素作為橡膠補強劑的方

8、法，屬木質(zhì)素在橡膠工業(yè)中應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。其要點是在濃縮的造紙廢液中加進甲醛制成木質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jīng)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(zhì)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(jīng)濟與社會發(fā)展的重大課題 ,也是對當代科學(xué)技術(shù)提出的新要求。在自然界中 ,木質(zhì)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(zhì)素副產(chǎn)品,但迄今為止 ,超過95 %的木質(zhì)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(zhì)素的豐富儲量、木質(zhì)素科學(xué)的飛速發(fā)展決定木質(zhì)素的經(jīng)濟效益的可持續(xù)發(fā)展性。木質(zhì)素成本較低，木質(zhì)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(zhì)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(zhì)來源，其應(yīng)用前景十分廣闊。研究木質(zhì)素性能和結(jié)構(gòu)的關(guān)系，利用木質(zhì)素制造可降解、可再生的聚合物。木質(zhì)素的物化性能和加工性能、工藝成為目前木質(zhì)素研究的障礙。 </p>

11、;<p>　　木質(zhì)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(zhì)量。夏季使用，可抑制坍落度損失，一般都與高效減水劑復(fù)配使用。2、用作選礦浮選劑和冶煉礦粉粘結(jié)劑，冶煉業(yè)用木質(zhì)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(zhì)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(jié)速度由70分鐘減少為40分鐘。5、其它：木質(zhì)素磺酸鈣還可用于精煉助劑，鑄造，水煤漿分散劑，農(nóng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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