木质素

木质素(Lignin)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。

木质素完全取材于植物，无任何化学添加剂。

对环境无任何副作用。

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。

在植物组织中具有增强细胞壁及黏合纤维的作用。

其组成与性质比较复杂，并具有极强的活性。

不能被动物所消化，在土壤中能转化成腐殖质。

如果简单定义木质素的话，可以认为木质素是对羟基肉桂醇类的酶脱氢聚合物。

它含有一定量的甲氧基，并有某些特性反应。

1838年，法国化学家和植物学家A.Payen用硝酸和碱交替处理木材，并用酒精和乙醚洗涤，在分离出纤维素的同时得到了一种比纤维素含碳量更高的化合物，也就是最初级的木质素。

1857年，F.Schulze仔细分离出这种化合物，并称之为"lignin"。

Lignin是从木材的拉丁文"lignum"衍生而来，中文译为“木质素”，也叫“木素”。

木质素的分子结构因单由于木质素的结构复杂，目前完整的结论还没有最终得出，但对其基本的结构框架众多科研工作者已达成共识。

一般认为木质素是由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子芳香族化合物，其中醚键约占60．75％，碳键约占25．30％。

在植物体内，苯丙烷单元先组装成三种基本结构一一愈创木基结构、紫丁香基结构和对羟苯基结构。

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），由愈创木基丙烷结构单体聚合而成的愈创木基木质素（guajacyl 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（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创木基-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。

木质素在木材等硬组织中含量较多，蔬菜中则很少见含有。

一般存在于豆类、麦麸、可可、巧克力、草莓及山莓的种子部分之中。

木质素的主要用途和使用方法木质素可用于道路的土壤稳定剂木质素是植物细胞壁的主要组成部分。

纸浆中根据所含木质素量可化学浆约15%，机械木浆几乎含有全部。

它还用于制备香兰素和二甲基亚砜，也可用作鞣料或胶黏剂等。

用浓酸溶解植物纤维和用碱提取木质素。

前者以72%硫酸溶解，经有机溶剂提取后，使木质素沉淀而了。

后者以烧碱溶液在170～180℃高温下处理试料，提取木质素，在提取液中加酸酸化而沉淀分离。

化学品或合成树脂反应可得相应的木质素树脂。

木质素的主要用途：•用作混凝土减水剂：掺水泥重量的0.2-0.3%，可以减少用水量10-15%以上，改善混凝土和易性，提高工程质量。

夏季使用，可抑制坍落度损失，一般都与高效减水剂复配使用。

•用作选矿浮选剂和冶炼矿粉粘结剂，冶炼业用木质素磺酸钙与矿粉混合，制成矿粉球，干燥后放入窑中，可提高冶炼回收率。

•耐火材料：制造耐火材料砖瓦时，使用木质素磺酸钙做分散剂和粘合剂，能改善操作性能，并有减水、增强、防止龟裂等良好效果。

•陶瓷：用于陶瓷制品可以降低碳含量增加生坯强度，减少塑性粘土用量，泥浆流动性好，提高成品率70－90%，烧结速度由70分钟减少为40分钟。

•木质素磺酸钠是阴离子表面活性剂,棕黄色粉末。

主要用于分散染料和还原染料的分散和填充，具有良好的分散性、耐热稳定性和高温分散性，助磨效果良好，对纤维沾污轻，对偶氮染料还原性小。

其他用途包括：•沥青乳化剂•水泥生产的助磨剂•锅炉上作为除垢剂、循环水质稳定剂•可用作地质、油田、巩固井壁及石油开采堵水剂，油田三次采油助流剂•可湿性农药填充剂和乳化分散剂•防沙、固沙剂•用于电镀电解，能使镀层均匀，无树状花纹•制革工业上作为鞣革助剂•型煤粘结剂，水煤浆添加剂(分散与填充)•长效缓释氮肥剂，高效缓释复合肥改良添加剂•用于铅酸蓄电池和碱性蓄电池阴极防缩剂，提高电池低温急放电和使用寿命化石能源的日益枯竭、木质素的丰富储量、木质素科学的飞速发展决定木质素的经济效益的可持续发展性。

木质素成本较低，木质素及其衍生物具有多种功能性，可作为分散剂、吸附剂/解吸剂、石油回收助剂、沥青乳化剂，木质素对人类可持续发展最为重大贡献就在于提供稳定、持续的有机物质来源，其应用前景十分广阔。

木质素的基本结构单元来源：林学苑 2009-11-29 07:56:28 浏览：217次木质素的基本结构单元木质素的基本结构单元为苯丙烷（phenyl propane unit），可用C9（或C6.C3）表示。

通过化学降解的方法，如氢解、酸解、乙醚解、硫代醋酸解、硝基苯氧化、高锰酸钾氧化等证实木质素的C9单元。

1、氢解（hydrogenation）木材或分离木质素经高压加氢降解，得到一系列降解产物，反推木质素的结构。

催化剂和反应条件不同，得到的产物不一样。

针叶材、阔叶材木粉及用缓和方法分离的木质素，以Cu、Cr为催化剂，高压氢解的产物为丙基环己烷衍生物；而综纤维素在同样条件下氢解，没有丙基环己烷衍生物产生。

用镍催化氢解，得到苯丙烷衍生物（保留苯环）。

证明：木质素是由苯丙烷结构单元构成。

苯环上的结构特征，可通过硝基苯氧化证明。

2、碱性硝酸氧化（nitrobenzene oxidation）温和氧化：保留苯核，三C侧链氧化形成醛基（部分成羧基）原料：可用木粉或分离木质素反应条件：硝基苯，热NaOH溶液（170~180 C），反应2小时主要产物：香草醛（vanillin）紫丁香醛(syringaldehyde)对-羟基苯甲醛（p-hydroxyl phenyl formaldehyde）硝基苯氧化产物香草醛紫丁香醛对-羟基苯甲醛针叶材多很少少量阔叶材多多很少禾本科植物多多多说明：（1）木质素是芳香族化合物（2）木质素中的甲氧基与植物原料有关用木质素的模型物进行硝基苯氧化也得到类似的结果。

可见，木质素结构中存在三种类型的结构基团：愈疮木基（guaiacyl），紫丁香基（syringyl）和对-羟基苯基（p-hydroxy phenyl）3、乙醇解（ethanolysis）加拿大Hibbert提出。

云杉木粉（或木质素），在2.5%HCl-EtOH溶液中，于90~100 C下回流48小时，得到一系列不饱和酮（Hibbert酮，具酮基的苯丙烷结构的酚类物质）。

主要产物有五种，都有愈疮木基，说明针叶材木质素的单体是愈疮木基丙烷单元。

阔叶材木质素的乙醇解产物有十种，比针叶材木质素增加五种紫丁香基型产物，说明阔叶材木质素是由愈疮木基丙烷和紫丁香基丙烷单元构成。

草类木质素乙醇解产物有十五种，除上述十种外，还有五种对-羟基苯基结构的产物，说明草木质素是由愈疮木基丙烷、紫丁香基丙烷和对-羟基苯丙烷单元构成。

乙醇解的研究不仅证明木质素的结构单元为C6-C3，也说明了Hibbert酮的来源。

综合木质素氢解、硝基苯氧化和乙醇解的结果，可得出木质素中有三种基本结构单元，即：愈疮木基丙烷（guaiacyl propane，G）、紫丁香基丙烷（syringyl propane，S）和对-羟基苯基丙烷（p-hydroxy phenyl propane，H）。

G S H针叶材多很少少量阔叶材多多很少禾本科多（<针）多（>针）多（>针、阔）针叶材木质素主要由G构成，较简单（不同品种针叶材木质素的结构和性质没有大的差异）；阔叶材木质素主要由G和S构成，较复杂（随树种不同，木质素的结构、组成、反应性能变化较大，即使同一树种的不同部位，结构也不相同）；草类木质素由G、S和H构成。

木质素多数为脂溶性分子，能溶解于氯仿、乙醚、丙酮等弱极性溶液中，少数与糖结合的木脂素极性增大溶解于甲醇、乙醇甚至于水中，具体还要看你要溶解的是哪一类木脂素（具体结构如何），但是一般用氯仿、丙酮就行了木质素纤维木质素纤维是天然木材经过化学处理得到的有机纤维，外观为棉絮状，呈白色或灰白色。

通过筛选、分裂、高温处理、漂白、化学处理、中和、筛分成不同长度和粗细度的纤维以适应不同应用材料的需要．由于处理温度高达260℃以上，在通常条件下是化学上非常稳定的物质，不为一般的溶剂、酸、碱腐蚀，具有无毒、无味、无污染、无放射性的优良品质，不影响环境，对人体无害，属绿色环保产品，这是其它矿物质素纤维所不具备的。

纤维微观结构是带状弯曲的，凹凸不平的，多孔的，交叉处是扁平的，有良好的韧性、分散性和化学稳定性，吸水能力强，有非常优秀的增稠抗裂性能。

性能参数：长度：均＜6mm 灰分含量：≤18%PH值：7.0±0.5 吸油率：不小于纤维自身质量的5倍含水率：＜5% 耐热能力：230℃（短时间可达280℃）主要功能：广泛用于沥青道路、混凝土、砂浆、石膏制品、木浆海棉等领域，对防止涂层开裂、提高保水性、提高生产的稳定性和施工的合宜性、增加强度、增强对表面的附着力等有良好的效果。

其技术作用主要是：触变、防护、吸收、载体和填充剂。

木质素纤维详细介绍：沥青马蹄脂碎石混合料（SMA）是近年来在国际上出现的一种新型沥青混合料，由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青马蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而成。

木质纤维作为SMA的重要组成部分，不但具有吸附沥青的作用，而且能起到加筋及稳定作用，在一定程度上提高了混合料的高温稳定性。

研究结果表明，木质纤维对SMA混合料的性能尤其是抗车辙性有重要的作用。

■物理参数■主要性能●加筋作用：在SMA混合料中掺加木质纤维，纤维在混合料中以一种三维的分散相存在，像各种钢纤维混凝土、土木格栅、土工布等加筋材料一样，可以起到加筋作用。

●分散作用：如果没有纤维，用量颇大的沥青矿粉很可能成为胶团，不能均匀地分散在集料之间，铺筑在路面上将清楚地看到“油斑”存在，纤维可以使胶团分散。

●吸附及吸收沥青的作用：在SMA混合料中加入纤维稳定剂的作用在于充分吸附（表面）及吸收（内部）沥青，从而使沥青用量增加，沥青油膜变厚，提高混合料的耐久性。

●稳定作用：纤维使沥青膜处于比较稳定的状态，尤其是在夏天高温季节，沥青受热膨胀时，纤维内部空隙还将成为一种缓冲的余地，不致成为自由沥青而泛油，对高温稳定性也有好处。