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木質素(拉丁語、英語、德語: Lignin)是一類複雜的有機聚合物,其在維管植物和一些藻類的支持組織中形成重要的結構材料。木質素在細胞壁的形成中是特別重要的,特別是在木材和樹皮中,因為它們賦予剛性並且不容易腐爛[1]。在化學上,木質素是交叉鏈接的酚聚合物。
維管植物的木質部含有大量木質素,使木質部維持極高的硬度以承拓整株植物的重量。
目錄
分類
根據木質素組成的差異,可分為三類
- 愈創木醇木質素
- 愈創木醇-芥子醇木質素
- 愈創木醇-芥子醇-對羥基苯木質素
基本結構
由於木質素的分子結構中存在着芳香基、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着尤為重要的作用,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,正是由於亞硫酸鹽溶液與木粉中的原本木質素髮生了磺化反應,引進了磺酸基,增加了親水性,而後這種木質素磺酸鹽在酸性蒸煮液中進一步發生水解反應,使與木質素結合着的半纖維素發生解聚,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。
應用
利用木質素作為橡膠補強劑的方法,屬木質素在橡膠工業中應用的技術領域。其要點是在濃縮的造紙廢液中加進甲醛製成木質素甲醛樹脂,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。本發明可使橡膠中填充大量木質素仍不需加軟化劑,這既節省大量橡膠,又可獲得優良性質的硫化膠,同時硫化中不會塵土飛揚污染環境,又使造紙廢液變害為利,有着很大的社會和經濟效益[2]。
利用其粘結性、分散性、螯合性廣泛應用各個行業,以改善其物理化學性能,節省成本,提高效率。
增強劑
在耐火材料、陶瓷製品生產中起到減水、增塑、絮凝等作用,亦可用於鑄造業,作為輔助粘結劑,粘結力大且解崩性好。
礦粉粘結劑
冶煉業將礦粉與之混合製成礦粉球,乾燥後入窯,提高冶煉回收率,也可用作選礦劑。
用作混凝土減水劑
摻加量在0.2%-0.3%時,可減少混凝土攪拌時用水量10%-12%,降低水灰比,節約水泥10%左右,改善混凝土和易性、流動性及抗滲透性,提高混凝土強度和密實性,具有早強效應,縮短凝結時間,提高抗壓強度,同時減少混凝土坍落度損失。
防垢劑和緩蝕劑
用於工業容器和管道中,起到防垢和緩蝕的作用,提高窗口和管道的使用壽命。
5水煤漿分散劑
用於火力發電廠等使用水煤漿的企業,作為分散劑,提高對煤的分散能力,增加燃煤的發熱率和利用率,大大降低粉煤灰中的含煤量,同時減少搭橋和結塊,提高爐體壽命。
其他
本產品可用作三次採油的化學劑、油田鑽井泥漿稀釋劑,及用於封井。另外,還可用於瀝青乳化劑、飼料粘結劑、精煉助劑等,還廣泛用於農藥加工、型煤製作、鞣革的填料、炭黑造粒及土壤、沙丘、粉傑的控制等。
視頻
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參考文獻
- ↑ ORNL使用基於植物的材料進行3D打印 ,搜狐,2018-07-04
- ↑ 木質素的用途,960化工網