木质素（复杂的有机聚合物）
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更新时间：2023-05-23
木质素
复杂的有机聚合物
基本信息
| 中文名 | 木质素 |
| 外文名 | Lignin |
| 作用 | 抗压 |
| 位于 | 纤维素纤维之间 |
| 化学品类别有机物 | 芳香性高聚物 |
| 地位 | 是世界上第二位最丰富的有机物 |
| 含有部位 | 植物的木质部 |
| 成键 | 醚键和碳碳键 |
收起
简介
性质
- 木质素呈褐色粉末，木材的颜色即是木质素造成的。
结构
木质素是构成植物细胞壁的成分之一，具有使细胞相连的作用。木质素是一种含许多负电集团的多环高分子有机物，对土壤中的高价金属离子有较强的亲和力。
因单体不同，可将木质素分为3种类型：由紫丁香基丙烷结构单体聚合而成的紫丁香基木质素（syringyl lignin，S-木质素），由愈疮木基丙烷结构单体聚合而成的愈疮木基木质素（guaiacyl lignin，G-木质素）和由对-羟基苯基丙烷结构单体聚合而成的对-羟基苯基木质素（para-hydroxy-phenyl lignin，H-木质素）；裸子植物主要为愈创木基木质素（G），双子叶植物主要含愈疮木基-紫丁香基木质素（G-S），单子叶植物则为愈创木基-紫丁香基-对-羟基苯基木质素（G-S-H）。从植物学观点出发，木质素就是包围于管胞、导管及木纤维等纤维束细胞及厚壁细胞外的物质，并使这些细胞具有特定显色反应（加间苯三酚溶液一滴，待片刻，再加盐酸一滴，即显红色）的物质；从化学观点来看，木质素是由高度取代的苯基丙烷单元随机聚合而成的高分子，它与纤维素、半纤维素一起，形成植物骨架的主要成分，在数量上仅次于纤维素。木质素填充于纤维素构架中增强植物体的机械强度，利于输导组织的水分运输和抵抗不良外界环境的侵袭。
由于木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、碳基共扼双键等活性基团，因此可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解甲氧基、羧基、光解、酞化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应。其中，又以氧化、酞化、磺化、缩聚和接枝共聚等反应性能在研究木质素的应用中显示着尤为重要的作用，同时也是扩大其应用的重要途径。在此过程中，磺化反应又是木质素应用的基础和前提，到目前为止，木质素的应用大都以木质素磺酸盐的形式加以利用。在亚硫酸盐法生产纸浆的工艺中，正是由于亚硫酸盐溶液与木粉中的原本木质素发生了磺化反应，引进了磺酸基，增加了亲水性，而后这种木质素磺酸盐在酸性蒸煮液中进一步发生水解反应，使与木质素结合着的半纤维素发生解聚，从而使木质素磺酸盐溶出，实现了木质素、纤维素与半纤维素的分离，得到了纸浆，同时也使木质素的应用成为了可能。
分类
- 根据木质素组成的差异，可分为三类愈创木醇木质素愈创木醇-芥子醇木质素愈创木醇-芥子醇-对羟基苯木质素
来源及用途
- 木质素是纤维素工业的主要副产物
- 可作为高分子原料
- 可作为动物饲料添加剂
应用
利用木质素作为橡胶补强剂的方法，属木质素在橡胶工业中应用的技术领域。其要点是在浓缩的造纸废液中加进甲醛制成木质素甲醛树脂，再按比例加入硫磺、氧化锌、硬脂酸、硫化剂、硫化促进剂、硫化活化剂与橡胶在一定温度下进行硫化。本发明可使橡胶中填充大量木质素仍不需加软化剂，这既节省大量橡胶，又可获得优良性质的硫化胶，同时硫化中不会尘土飞扬污染环境，又使造纸废液变害为利，有着很大的社会和经济效益。
木钠的主要用处
利用其粘结性、分散性、螯合性广泛应用各个行业，以改善其物理化学性能，节省成本，提高效率。
1 增强剂
在耐火材料、陶瓷制品生产中起到减水、增塑、絮凝等作用，亦可用于铸造业，作为辅助粘结剂，粘结力大且解崩性好。
2 矿粉粘结剂
3 用作混凝土减水剂
掺加量在0.2%-0.3%时，可减少混凝土搅拌时用水量10%-12%，降低水灰比，节约水泥10%左右，改善混凝土和易性、流动性及抗渗透性，提高混凝土强度和密实性，具有早强效应，缩短凝结时间，提高抗压强度，同时减少混凝土坍落度损失。
用于工业容器和管道中，起到防垢和缓蚀的作用，提高窗口和管道的使用寿命。
5 水煤浆分散剂
6 其他
研究发现
美国研究人员发现，食草动物胃里的一类厌氧真菌能降解植物最坚硬的成分——木质素。这一发现将有助于开发用木质素生产生物燃料或精细化学品的新方法。相关论文发表在英国《自然·微生物学》杂志上。
参考资料
[1]
美研究人员发现厌氧真菌可降解木质素 · 今日头条-新华社[引用日期2023-03-17]
