木质素的应用研究现状及展望

张诺瑶

（中航 工业燃气涡轮研究院，四川 江油 621703）

随着对环境污染问题的不断探讨及对可持续发展战略的进一步要求，寻找可再生的天然资源成为亟待解决的问题。木质素是一种天然高分子材料，主要来源于制浆造纸工业，其每年要从植物中分离出大约1.4t纤维素，同时得到5000t木质素。但迄今为止，木质素仍以“黑液”形式被废弃掉，极少得到有效利用[1]。随着社会能源体系对于高效、清洁、经济、安全的要求[2]，有效利用木质素，已变得十分迫切。目前木质素的应用研究主要集中在表面活性剂、絮凝剂、树脂粘合剂、环氧树脂合成等方面。

1 在表面活性剂中的应用

对木质素表面活性剂的研究主要集中在对木质素分子结构进行改性方面。如敖先权[3]等利用硫酸盐木质素改性制备了水煤浆添加剂，指出其可以降低煤粒固-液界面自由能和水化膜厚度，从而起到分散作用；李道山[4]用木质素磺酸盐预冲洗降低表面活性剂吸附的矿场，证明了木质素磺酸盐预冲洗有利于表面活性剂作用的发挥；刘欣等[5]指出木质素表面活性剂的化学改性方法主要有磺化、烷基化、胺化等。

2 在絮凝剂合成中的应用

在絮凝剂方面的研究主要集中在条件优选和改性物质配比方面。如方桂珍等[6]以硫酸盐法造纸黑液中的木质素为原料，合成了木质季铵盐阴离子絮凝剂；刘明华等[7]利用复合型改性木质素絮凝剂处理抗生素类化学制药废水，确定了最佳使用条件及效果；杨林等[8]以碱木质素为原料，通过化学改性，进行了絮凝条件优选试验；乔瑞平等[9]选用聚合氯化铝和木质素改性脱色剂絮凝剂对制浆造纸废水进行了深度脱色处理；刘德启[10]用脲醛预聚体改性木质素絮凝剂，对重革废水的脱色效果进行研究，确定了脲醛的最佳摩尔比。

3 在树脂粘合剂合成中的应用

因需要较长的热压时间、较高的热压温度和酸度，木质素本身并不适合作为胶粘剂。但利用酶解木质素代替部分苯酚，在经济和社会效益上都非常可观[11]。如庄晓伟等[12]采用羟甲基化碱木质素与酚醛树脂复合制备了碱木质素-酚醛复合胶黏剂；张杰[13]选用木质素作为脲醛树脂的改性剂，使脲醛树脂的耐水性明显改善；卜文娟等[14]系统介绍了木质素磺酸盐、碱木质素、甘蔗渣木质素、酶解木质素等代替部分苯酚应用于环保树脂胶的制备工艺及研究发展现状。

4 在环氧树脂合成中的应用

冯攀等[15]介绍了木质素在环氧树脂合成中的应用进展。木质素用于环氧树脂合成的主要方式有3 种：（1）与通用环氧树脂共混；（2）直接与环氧氯丙烷反应；（3）经过酚化、氢解、丙氧基化和酯化等化学改性，再进行环氧化合成制备环氧树脂。木质素用于环氧树脂合成有利于实现木质素的高值化利用。

5 在土木工程中的应用

近年来，木质素在土木工程方面也得到应用和推广。如罗振扬等[16]合成了不同木质素含量的氨基系减水剂，发现木质素磺酸盐含量为30%时，可以获得最优性价比的改性产物；江嘉运[17]等探讨木质素的结构特点、化学反应性能和改性方法结合制浆方法和原料种类，对制备改性减水剂的合理工艺进行了分析总结。

6 木素在其它方面的应用

木质素由于性能优越，结构复杂，可以应用于多个领域。在农业方面，它可以用作肥料，比如木质素铁肥、木质素氮肥、木质素磷肥、木质素复合肥等，可以用作土壤疏松剂，亦可以用作农药缓蚀剂；在医药方面，木质素还可以用作药物，木质素高分子的一些集团，如烃基等可以消除细胞无知与致癌剂的结合，减少致癌作用；造纸黑夜中提取的木质素与天然木质素相比有分子量小的特点，可以帮助动物消化[18]。除上所述，木质素还可以用作橡胶补强及、皮革鞣质剂、热稳定剂和交联剂等。近年来，木质素合成阻燃剂[19]可用于制备乙酸木质素基聚氨酯硬泡[20]，可利用氧化碱木质素制备高效水泥助磨剂[21]，而无硫木质素[22]在合成树脂中的作用也更加显著突出，另外，还有球形多孔木质素被制备出[23]。

7 展望

总的来说，木质素作为一种天然可再生的高分子，资源丰富、价格低廉、用于工业化生产的现实可能性大。在追求绿色环保、可持续发展的今天，已成为重点研究对象。随着理论和应用研究的继续深入，木质素必将得到更充分的利用。

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