工业木质素的来源及其改性应用进展

⽊质素的化学改性⽅法及其在油⽥中的运⽤⽊质素的化学改性⽅法及其在油⽥中的运⽤⽊质素是⼀种⾼分⼦有机物，⼤量存在于⽊材、⽵、草等造纸原料中。

在⾃然界中⽊质素的蕴藏量仅次于纤维素，是第⼆⼤天然有机物。

⼈类利⽤纤维素已有数千年的历史，⽽⽊质素⾄今没有被⼤量、⼴泛地利⽤。

⼈们在利⽤纤维素的同时，产⽣了⼤量的废弃⽊质素，不仅浪费资源，还严重污染环境。

因此，⽆论从资源利⽤，还是从环境保护的⾓度，⽊质素的研究、开发和利⽤都显得尤为重要。

⽊质素分⼦中缺乏强亲⽔性官能团，同时可发⽣反应的⾼活性位置不⾜，故其⽔溶性和化学反应性能不良，限制了回收⽊质素的应⽤范围和实⽤价值。

通过物理化学的改性⽅法，在⽊质素结构中引⼊⾼活性基团，优化⽊质素的结构性能，提⾼其产品的应⽤价值，已经成为⽊质素利⽤研究关注的焦点。

作者回顾了国内外⾼分⼦领域应⽤⽊质素的⼀些改性⽅法，介绍以⽊质素为原料制备钻井液处理剂、油井⽔泥外加剂、采油⽤表⾯活性剂、调剖堵⽔剂以及⽔处理剂等油⽥化学品的研究进展。

1 ⽊质素的改性研究⽊质素的结构⽐较复杂，⼀般公认⽊质素是由苯丙基(C9)单元通过C—O键或c—c键连接⽽成的交联⽹状的天然酚类⾼分⼦化合物。

因为⽊质素分⼦中具有芳⾹基、酚羟基、醇羟基、羰基、羧基等多种活性基团，兼具可再⽣、可⽣物降解以及⽆毒等优点，所以被视为优良的绿⾊化⼯原料，其改性研究备受关注。

⽊质素在化学上具有不稳定性，通过对⽊质素的化学改性研究(磺化、硫化、氧化、接枝共聚、缩合、交联)可极⼤地提⾼⽊质素的应⽤性能，并能拓展其应⽤领域。

1．1 磺化改性和硫化改性⽬前，国内外磺化改性⽊质素的⼤多产品来源为改性亚硫酸盐法造纸制浆废液和碱法造纸制浆⿊液。

与碱法造纸制浆⿊液的⽊质素产物相⽐，亚硫酸盐法造纸制浆废液改性后的产品其⽔溶性、分散性、表⾯活性等较好，因此，对亚硫酸盐法造纸制浆废液磺化改性是具有实⽤价值的⼀种⽅法。

亚硫酸盐法造纸制浆废液的磺化改性，⼀般采⽤的是⾼温磺化法，即将⽊质素与Na s0。

·木质素的羟基化改性·木质素羟基化改性及其在聚氨酯合成中的应用靳汇奇贾文超盛雪茹牛梅红石海强*（大连工业大学轻工与化学工程学院/辽宁省生物质与化学重点实验室，辽宁大连，116034）摘要：工业木质素主要来源于制浆和纤维素乙醇生物精炼的副产物，产量巨大；且木质素具有替代多元醇合成聚氨酯材料的应用潜力。

对木质素进行羟基化改性，可以控制木质素分子质量和增加羟基含量，从而提高木质素的反应活性和在合成体系中的相容性，减少木质素在聚氨酯中的聚集，增加聚氨酯材料的微观均匀性，从而增强聚氨酯材料的机械性能；同时还可能赋予聚氨酯抗紫外、吸油、可降解等性能。

本文对木质素基本理化性质进行简要介绍，重点介绍了目前国内外木质素羟基化改性方法的研究进展；最后探讨了木质素基聚氨酯合成领域的研究和应用前景。

关键词：木质素；羟基化；聚氨酯；改性；机械性能中图分类号：TS721；O636.2文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2021.10.016Hydroxylation of Lignin and Its Application in Synthesis of PolyurethaneJIN Huiqi JIA Wenchao SHENG Xueru NIU Meihong SHI Haiqiang *（School of Light Industry and Chemical Engineering/Key Lab of Biomass and Chemistry of Liaoning Province ，Dalian Polytechnic University ，Dalian ，Liaoning Province ，116034）（*E -mail ：Shihq@ ）Abstract ：Industrial lignin with huge output was mainly derived from the by -products of pulping and cellulosic ethanol biorefinery ，and it had the potential to replace polyol to synthetic polyurethane materials.The hydroxylation of lignin could control the molecular weight and in⁃crease the hydroxyl content of lignin ，improving the reactivity of lignin and its compatibility in the synthesis system.It also could reduce the aggregation of lignin in the polyurethane ，increase the micro -uniformity of the polyurethane materials to enhance the mechanical properties of the polyurethane materials.At the same time ，it could also give polyurethane materials anti -ultraviolet ，oil absorption ，degradable and otherproperties.The basic physicochemical properties of lignin were briefly introduced ，and the current research progress of lignin hydroxylationmethods at home and abroad were also introduced.The research and application prospects in the field of synthesis of lignin -based polyure⁃thane materials were discussed.Key words ：lignin ；hydroxylation ；polyurethane ；modification ；mechanical properties木质素是自然界储量第二大的天然高分子化合物，在植物细胞壁中，木质素与纤维素和半纤维素结合在一起为细胞提供支撑[1]。

木质素代谢途径对木材工业的应用前景研究随着全球环保意识的不断提高，绿色工业成为了一个重要的发展方向。

木材工业作为其中的一个重要组成部分，其环保性已经得到广泛认可。

然而，生产过程中产生的废弃物却成为了一个环境污染的来源，如何处理这些废弃物是木材工业发展面临的一个挑战。

木质素代谢途径的研究，为木材工业的环保转型提供了新的思路和方向，具有重要的应用前景。

一、木质素代谢途径的基础知识木质素是木材的主要组成部分之一，也是植物体中含量最丰富的天然高分子化合物。

其分子结构复杂，含有大量的芳香环和醛基等官能团，是一种结构复杂、稳定性高的有机化合物。

在自然界中，木质素存在于许多植物体内，如木材、树皮、植物茎和叶子等。

木质素代谢途径是指植物体内通过化学反应分解或者转化木质素的生物过程。

这个过程分为两个阶段，即木质素的降解和利用。

在木质素的降解过程中，植物体内的微生物或者真菌将木质素分解为低分子化合物，如酚酸、二酚等。

而在利用的过程中，植物体内的微生物或者真菌将这些低分子化合物进一步代谢为能量或其他化合物。

二、木质素代谢途径在木材工业中的应用前景1. 利用木质素生产生物燃料目前，全球大量使用的化石燃料资源正逐渐枯竭，与此同时，不断增多的排放物已经对地球环境造成了严重的污染。

因此，生物燃料的开发和利用成为了绿色能源发展的一个重要方向。

利用木质素代谢途径中的降解过程，生产生物燃料已经成为了一个重要的研究领域。

在这个过程中，荧光假单胞菌、真菌等微生物被广泛应用于生物质能的生产中。

通过利用木质素的降解酶，在发酵过程中将生物质转化为丙酮、丁酮、异丙醇等低能量化合物，进一步产生可用于生产生物燃料的乙醇、丁醇和丙烯等有机物质。

2. 利用木质素生产生物化工原料目前，世界各国对石化行业的环保限制逐渐加强，越来越多的能源和化学企业开始注重生物化工的发展。

木质素代谢途径中的降解过程，为生物化学品和高附加值化学品的研发提供了新的思路。

通过利用木质素的降解过程，微生物可以产生大量的芳香族化合物，如苯酚、羟基苯酚、醛类、酸类、酯类等，具有较高的附加值，并可以应用在生物制药、香料制造、食品添加剂、染料等方面。