木質素的應用研究現狀及展望

張諾瑤

（中航 工業燃氣渦輪研究院，四川 江油 621703）

隨著對環境污染問題的不斷探討及對可持續發展戰略的進一步要求，尋找可再生的天然資源成為亟待解決的問題。木質素是一種天然高分子材料，主要來源于制漿造紙工業，其每年要從植物中分離出大約1.4t纖維素，同時得到5000t木質素。但迄今為止，木質素仍以“黑液”形式被廢棄掉，極少得到有效利用[1]。隨著社會能源體系對于高效、清潔、經濟、安全的要求[2]，有效利用木質素，已變得十分迫切。目前木質素的應用研究主要集中在表面活性劑、絮凝劑、樹脂粘合劑、環氧樹脂合成等方面。

1 在表面活性劑中的應用

對木質素表面活性劑的研究主要集中在對木質素分子結構進行改性方面。如敖先權[3]等利用硫酸鹽木質素改性制備了水煤漿添加劑，指出其可以降低煤粒固-液界面自由能和水化膜厚度，從而起到分散作用；李道山[4]用木質素磺酸鹽預沖洗降低表面活性劑吸附的礦場，證明了木質素磺酸鹽預沖洗有利于表面活性劑作用的發揮；劉欣等[5]指出木質素表面活性劑的化學改性方法主要有磺化、烷基化、胺化等。

2 在絮凝劑合成中的應用

在絮凝劑方面的研究主要集中在條件優選和改性物質配比方面。如方桂珍等[6]以硫酸鹽法造紙黑液中的木質素為原料，合成了木質季銨鹽陰離子絮凝劑；劉明華等[7]利用復合型改性木質素絮凝劑處理抗生素類化學制藥廢水，確定了最佳使用條件及效果；楊林等[8]以堿木質素為原料，通過化學改性，進行了絮凝條件優選試驗；喬瑞平等[9]選用聚合氯化鋁和木質素改性脫色劑絮凝劑對制漿造紙廢水進行了深度脫色處理；劉德啟[10]用脲醛預聚體改性木質素絮凝劑，對重革廢水的脫色效果進行研究，確定了脲醛的最佳摩爾比。

3 在樹脂粘合劑合成中的應用

因需要較長的熱壓時間、較高的熱壓溫度和酸度，木質素本身并不適合作為膠粘劑。但利用酶解木質素代替部分苯酚，在經濟和社會效益上都非常可觀[11]。如莊曉偉等[12]采用羥甲基化堿木質素與酚醛樹脂復合制備了堿木質素-酚醛復合膠黏劑；張杰[13]選用木質素作為脲醛樹脂的改性劑，使脲醛樹脂的耐水性明顯改善；卜文娟等[14]系統介紹了木質素磺酸鹽、堿木質素、甘蔗渣木質素、酶解木質素等代替部分苯酚應用于環保樹脂膠的制備工藝及研究發展現狀。

4 在環氧樹脂合成中的應用

馮攀等[15]介紹了木質素在環氧樹脂合成中的應用進展。木質素用于環氧樹脂合成的主要方式有3 種：（1）與通用環氧樹脂共混；（2）直接與環氧氯丙烷反應；（3）經過酚化、氫解、丙氧基化和酯化等化學改性，再進行環氧化合成制備環氧樹脂。木質素用于環氧樹脂合成有利于實現木質素的高值化利用。

5 在土木工程中的應用

近年來，木質素在土木工程方面也得到應用和推廣。如羅振揚等[16]合成了不同木質素含量的氨基系減水劑，發現木質素磺酸鹽含量為30%時，可以獲得最優性價比的改性產物；江嘉運[17]等探討木質素的結構特點、化學反應性能和改性方法結合制漿方法和原料種類，對制備改性減水劑的合理工藝進行了分析總結。

6 木素在其它方面的應用

木質素由于性能優越，結構復雜，可以應用于多個領域。在農業方面，它可以用作肥料，比如木質素鐵肥、木質素氮肥、木質素磷肥、木質素復合肥等，可以用作土壤疏松劑，亦可以用作農藥緩蝕劑；在醫藥方面，木質素還可以用作藥物，木質素高分子的一些集團，如烴基等可以消除細胞無知與致癌劑的結合，減少致癌作用；造紙黑夜中提取的木質素與天然木質素相比有分子量小的特點，可以幫助動物消化[18]。除上所述，木質素還可以用作橡膠補強及、皮革鞣質劑、熱穩定劑和交聯劑等。近年來，木質素合成阻燃劑[19]可用于制備乙酸木質素基聚氨酯硬泡[20]，可利用氧化堿木質素制備高效水泥助磨劑[21]，而無硫木質素[22]在合成樹脂中的作用也更加顯著突出，另外，還有球形多孔木質素被制備出[23]。

7 展望

總的來說，木質素作為一種天然可再生的高分子，資源豐富、價格低廉、用于工業化生產的現實可能性大。在追求綠色環保、可持續發展的今天，已成為重點研究對象。隨著理論和應用研究的繼續深入，木質素必將得到更充分的利用。

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