木質(zhì)素基材料

木質(zhì)素基材料

陸偉苗林產(chǎn)化學(xué)加工工程2016年4月內(nèi)容簡(jiǎn)介：一.木質(zhì)素概述二.木質(zhì)素的分離方法三.木質(zhì)素材料的應(yīng)用領(lǐng)域BambooLignin一、什么是木質(zhì)素？Wood1.1木質(zhì)素的定義

木質(zhì)素是由苯丙烷單元（即C6-C3單元）脫氫聚合物，通過(guò)醚鍵、碳-碳鍵連接而成的，具有一定量的甲氧基的三維立體結(jié)構(gòu)的芳香族高分子化合物類(lèi)物質(zhì)的總稱(chēng)。1.2木質(zhì)素的基本結(jié)構(gòu)單元愈創(chuàng)木基丙烷紫丁香基丙烷對(duì)-羥基苯基丙烷G型木質(zhì)素（GuaiacylLignin)S型木質(zhì)素（SyringylLignin)H型木質(zhì)素（p-HyroxylphenylLignin)1.3木質(zhì)素的生物合成路徑Coniferylalcohol松柏醇Sinapylalcohol芥子醇p-hydroxycinnamylalcohol對(duì)-香豆醇1.3.1木質(zhì)素先體的生物合成路徑先體1.3木質(zhì)素的合成路徑1.3.2單木質(zhì)醇脫氫生成苯氧游離基I4-O-游離基IIβ-游離基III5-游離基IVI-游離基1.3木質(zhì)素的合成路徑1.3.3松柏醇在酶作用下的脫氫聚合物1964年Freudenberg提出了針葉木木質(zhì)素的第一個(gè)結(jié)構(gòu)模型圖木質(zhì)素-碳水化合物復(fù)合體（Lignin-CarbohydrateComplex,LCC)(1)加固作用：和半纖維素一起作為細(xì)胞壁物質(zhì)填充在初生壁和次生壁中纖維素微纖絲之間，使細(xì)胞壁加固。(2)粘結(jié)作用：存在于胞間層，使相鄰細(xì)胞粘結(jié)在一起。(3)阻止微生物攻擊、增強(qiáng)抗壓強(qiáng)度。(4)減小細(xì)胞壁橫向的透水性，加強(qiáng)植物莖干的縱向輸導(dǎo)能力。1.4分子結(jié)構(gòu)中的活性官能團(tuán)甲氧基酚羥基Ⅱ醇羥基Ⅲ雙鍵和醛基（-碳）酮基（-,-碳）醛基1.5木質(zhì)素在酸、堿中的反應(yīng)機(jī)理1.5.1在堿性介質(zhì)中的反應(yīng)1.5木質(zhì)素在酸、堿中的反應(yīng)機(jī)理1.5.2在酸性介質(zhì)中的反應(yīng)二、木質(zhì)素的分離方法

木質(zhì)素的分離方法可以分為兩類(lèi):（1）使木質(zhì)素溶解在溶劑中;（2）使纖維素半纖維素酸水解木質(zhì)素作為不溶物沉淀下來(lái)。木素的分離方法分離方法分離木素名稱(chēng)使用試劑及化學(xué)變化情況木素作為殘?jiān)蛛x的方法硫酸木素鹽酸木素銅氨木素高碘酸木素使用72%H2SO4伴隨著化學(xué)變化使用42%HCl2%H2SO4及Cu(OH)2NH4OH絡(luò)合液5%Na3H2IO6木素被溶解而分離方法使用有機(jī)溶劑在酸性條件下溶出的木素乙醇木素二氧六環(huán)木素酚木素醋酸木素水溶助溶木素乙醇、HCl二氧六環(huán)酚醋酸苯磺酸鹽、苯甲酸鹽木素被溶解而分離方法使用有機(jī)溶劑在中性條件下溶出的木素天然木素（克勞斯）丙酮木素磨木木素（貝克曼木素）乙醇丙酮甲苯、二氧己環(huán)使用無(wú)機(jī)試劑堿木素硫化木素氯化木素NaOHNaOH+Na2SCl2分離方法分離木素名稱(chēng)使用試劑及化學(xué)變化情況木素的分離方法（續(xù)）三、木質(zhì)素利用（1）木質(zhì)素的高分子利用；（2）木質(zhì)素的降解利用；木質(zhì)素碳纖維有關(guān)木質(zhì)素制各碳纖維的報(bào)道始于1969年。硫代木質(zhì)素、堿木質(zhì)素和木質(zhì)素磺酸鹽都可以通過(guò)熔融紡絲或溶劑紡絲法制成木質(zhì)素纖維,然后在600~1000℃炭化制成碳纖維。

將木質(zhì)素與一些合成高分子共混,可以改善其可紡性和拉伸強(qiáng)度。與木質(zhì)素共混的合成高分子有聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、丙烯酸一丙烯酰胺共聚物等。與木質(zhì)素共混的聚合物濃度與其相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)。例如加人質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3%~0.6%聚的合度為100聚氧化乙烯即可保證紡絲的正常進(jìn)行。研究的難點(diǎn)與未來(lái)趨勢(shì)難點(diǎn)探索新方法和手段