木質素

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木質素英語Lignin是一種廣泛存在於植物體中的無定形的分子結構中含有氧代苯丙醇或其衍生物結構單元的芳香性高聚物

植物的木質部一種負責運水和礦物質構造含有大量木質素使木質部維持極高的XX以承拓整株植物的重量

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目 錄1基本概念

2單體結構

3持續發展

4性質

4.1 分子結構

4.2 基本結構

5應用

6相關圖書

1基本概念木質素是由聚合的芳香醇構成的一類物質存在於木質組織中主要作用是通過形成交織網來硬化細胞壁 木質素[1]

木質素主要位於纖維素纖維之間 起抗壓作用在木本植物中木質素占25%是世界上第二位最豐富的有機物纖維素是第一

2單體結構 木質素單體的分子結構

木質素是由四種醇單體對香豆醇松柏醇5-羥基松柏醇芥子醇形成的一種複雜酚類聚合物

木質素是構成植物細胞壁成分之一具有使細胞相連的作用木質素是一種含許多負電集團的多環高分子有機物對土壤中的高價金屬離子有較強的親和力

因單體不同可將木質素分為3種類型由紫丁香丙烷結構單體聚合而成的紫丁香基木質素syringyl ligninS-木質素由愈創木基丙烷結構單體聚合而成的愈創木基木質素guaiacyl ligninG-木質素和由對-羥基苯基丙烷結構單體聚合而成的對-羥基苯基木質素hydroxy-phenyl ligninH-木質素裸子植物主要為愈創木基木質素G雙子葉植物主要含愈創木基-紫丁香基木質素G-S單子葉植物則為愈創木基-紫丁香基-對-羥基苯基木質素G-S-H從植物學觀點出發木質素就是包圍于管胞導管及木纖維等纖維束細胞及厚壁細胞外的物質並使這些細胞具有特定顯色反應間苯三酚溶液一滴待片刻再加鹽酸一滴即顯紅色的物質從化學觀點來看木質素是由高度取代的苯基丙烷單元隨機聚合而成的高分子它與纖維素半纖維素一起形成植物骨架的主要成分在數量上僅次於纖維素木質素填充于纖維素構架中增強植物體的機械強度利於輸導組織水分運輸和抵抗不良外界環境的侵襲

木質素在木材等硬組織中含量較多蔬菜中則很少見含有一般存在於豆類麥麩可可草莓山莓種子部分之中其最重要的作用就是吸附膽汁的主要成分膽汁酸並將其排除體外

另外雖然其詳細情況尚不得而知但木質素的構造與多酚非常相似故此木質素與多酚應該有密切的關係總之二者對於身體都有很好的作用[2]

3持續發展 高純木質素提取與熱塑改性

隨著人類對環境污染和資源危機等問題的認識不斷深入天然高分子所具有的可再生可降解等性質日益受到重視

Kim JW 等研究了煤與造紙黑液的共液化他們認為木質素的熱解形成苯自由基以及其它反應性自由基在低溫下對於煤基有很重要的熱解作用這些自由基是高效的活性中間體能夠使得煤中的亞甲基斷裂從而促進煤的解聚

Akash BA 等研究了煤與木質素共液化動力學採用伊利諾斯州煙煤與腐蝕性的木質素混合物反應在初始氫壓 1.1 MPa375℃四氫萘作溶劑下完成的煤和木質素混合物液化產品與單獨用煤液化得到的產物相比含較少苯不溶物排阻色譜研究表明煤和木質素混合物液化產品平均分子量比用單煤或單木質素液化得到的產品的分子量要低試驗數據表明在加入木質素后煤的轉化率提高了22%通過研究分析得到了描述化學反應的數學模型他們對液體產品循環的影響也進行了研究初步試驗表明隨著產品循環的增加煤總的分解率是減小的

以上的研究表明當煤與木質素共液化時煤的液化溫度可降低而且不同研究者得到的實驗結果都表明與煤單獨液化相比煤與生物質共液化所得到的液化產品質量得到改善液相產物中低分子量的戊烷可溶物有了增加產生這些結果的原因可能是木質素的熱解形成苯氧自由基以及其它反應性自由基在低溫下對於煤基有很重要的熱解作用當使用含有苯酚類基團的溶劑進行液化時煤的轉化率也有顯著增加雖然國內外對生物質與煤的共液化取得了一定的進展但還有許多不夠深入以後應著力研究煤與木質素共液化工藝條件改性生物質與煤液化試驗研究木質素與煤共液化動力學木質素與煤催化劑的專用高效催化劑方面的研究[2]

4性質日本的八浜羲和曾對木質素下過這樣的定義木質素是在酸作用下難以水解相對分子質量較高的物質主要存在於木質化植物的細胞中強化植物組織其化學結構是苯丙烷類結構單元組成的複雜化合物共有三種基本結構非縮合型結構即愈創木基結構紫丁香基結構和對羥苯基結構

分子結構同時含有多種活性官能團如羥基羰基羧基甲基及側鏈結構其中羥基在木質素中存在較多以醇羥基和酚羥基兩種形式存在而酚羥基的多少又直接影響到木質素的物理化學性質如能反映出木質素的醚化和縮合程度同時也能衡量木質素的溶解性能和反應能力在木質素的側鏈上有對羥基安息香酸香草酸紫丁香酸對羥基肉桂酸阿魏酸等酯型結構存在這些酯型結構存在於側鏈的α位或γ位在側鏈α位除了酯型結構外還有醚型連接或作為聯苯型結構的碳-碳聯結同酚羥基一樣木質素的側鏈結構也直接關係到它的化學反應性

基本結構由於木質素的分子結構中存在著芳香基酚羥基醇羥基碳基共扼雙鍵等活性基團因此可以進行氧化還原水解醇解酸解甲氧基梭基光解酞化磺化烷基化鹵化硝化縮聚或接枝共聚等許多化學反應其中又以氧化酞化磺化縮聚和接枝共聚等反應性能在研究木質素的應用中顯示著尤為重要的作用同時也是擴大其應用的重要途徑在此過程中磺化反應又是木質素應用的基礎和前提到目前為止木質素的應用大都以木質素磺酸鹽的形式加以利用亞硫酸鹽法生產紙漿的工藝中正是由於亞硫酸鹽溶液與木粉中的原本木質素發生了磺化反應引進了磺酸基增加了親水性而後這種木質素磺酸鹽在酸性蒸煮液中進一步發生水解反應使與木質素結合著的半纖維素發生解聚從而使木質素磺酸鹽溶出實現了木質素纖維素與半纖維素的分離得到了紙漿同時也使木質素的應用成為了可能[2]

5應用利用木質素作為橡膠補強劑的方法屬木質素在橡膠工業中應用的技術領域其要點是在濃縮的造紙廢液中加進甲醛製成木質素甲醛樹脂再按比例加入硫磺氧化鋅硬脂酸硫化劑硫化促進劑硫化活化劑與橡膠在一定溫度下進行硫化本發明可使橡膠中填充大量木質素仍不需加軟化劑這既節省大量橡膠又可獲得優良性質的硫化膠同時硫化中不會塵土飛揚污染環境又使造紙廢液變害為利有著很大的社會和經濟效益

木鈉的主要用處

利用其粘結性分散性螯合性廣泛應用各個行業以改善其物理化學性能節省成本提高效率

1 增強劑

在耐火材料陶瓷製品生產中起到減水增塑絮凝等作用亦可用於鑄造業作為輔助粘結劑粘結力大且解崩性好

2 礦粉粘結劑

冶煉業將礦粉與之混合製成礦粉球乾燥后入窯提高冶煉回收率也可用作選礦劑

3 用作混凝土減水劑

摻加量在0.2%-0.3%時可減少混凝土攪拌時用水量10%-12%降低水灰比節約水泥10%左右改善混凝土和易性流動性及抗滲透性提高混凝土強度和密實性具有早強效應縮短凝結時間提高抗壓強度同時減少混凝土坍落度損失

4 防垢劑和緩蝕劑

用於工業容器和管道中起到防垢和緩蝕的作用提高窗口和管道的使用壽命

5 水煤漿分散劑

用於火力發電廠等使用水煤漿的企業作為分散劑提高對煤的分散能力增加燃煤的發熱率和利用率大大降低粉煤灰中的含煤量同時減少搭橋和結塊提高爐體壽命

6 其他

本產品可用作三次採油的化學劑油田鑽井泥漿稀釋劑及用於封井另外還可用於瀝青乳化飼料粘結劑精煉助劑等還廣泛用於農藥加工型煤製作鞣革的填料炭黑造粒及土壤沙丘粉傑的控制等[2]

6相關圖書蔣挺大編著

ISBN9787502530808

出版時間2001-3-1

出版社化學工業出版社

市場價¥20.00

高純木質素提取與熱塑改性

高純木質素提取與熱塑改性

內容簡介

木質素是一種來源十分豐富的熱塑性天然高分子材料具有極其廣泛的利用價值本書集中反映了作者多年來在高純木質素提取和應用領域的研究成果內容涉及高純木質素的分離提取改性表徵以及木質素的熱塑性材料地膜材料發泡材料木質素保墒劑木質素共混材料降解等方面的應用研究

參考資料 1. 木質素 .

2. 木質素 .維信百科 [引用日期2013-11-12] .

相關文獻木質素改性氨基系高效減水劑性能研究-新型建築材料-2011年 第1期

木質素磺酸鹽減水劑化學改性方法的研究進展-混凝土-2011年 第1期

水稻含木質素複合肥試驗研究-科園月刊-2011年 第3期

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植物學有機化學科學生物分子生物學各類植物名稱工業植物生理學生物化學生物學自然科學藥用植物營養學 林產化工

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木質素

科學分類

界:

植物界

門:

被子植物門

綱:

雙子葉植物綱

基本資料

文學名:

木質素

別稱:

Lignin

分佈

分佈區域:

許多

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編輯次數:34次 歷史版本

最近更新:2013-11-12

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1基本概念木質素是由聚合的芳香醇構成的一類物質存在於木質組織中主要作用是通過形成交織網來硬化細胞壁 木質素[1]

木質素主要位於纖維素纖維之間 起抗壓作用在木本植物中木質素占25%是世界上第二位最豐富的有機物纖維素是第一位

2單體結構 木質素單體的分子結構

木質素是由四種醇單體對香豆醇松柏醇5-羥基松柏醇芥子醇形成的一種複雜酚類聚合物

木質素是構成植物細胞壁的成分之一具有使細胞相連的作用木質素是一種含許多負電集團的多環高分子有機物對土壤中的高價金屬離子有較強的親和力

因單體不同可將木質素分為3種類型由紫丁香基丙烷結構單體聚合而成的紫丁香基木質素syringyl ligninS-木質素由愈創木基丙烷結構單體聚合而成的愈創木基木質素guaiacyl ligninG-木質素和由對-羥基苯基丙烷結構單體聚合而成的對-羥基苯基木質素hydroxy-phenyl ligninH-木質素裸子植物主要為愈創木基木質素G雙子葉植物主要含愈創木基-紫丁香基木質素G-S單子葉植物則為愈創木基-紫丁香基-對-羥基苯基木質素G-S-H從植物學觀點出發木質素就是包圍于管胞導管及木纖維等纖維束細胞及厚壁細胞外的物質並使這些細胞具有特定顯色反應加間苯三酚溶液一滴待片刻再加鹽酸一滴即顯紅色的物質從化學觀點來看木質素是由高度取代的苯基丙烷單元隨機聚合而成的高分子它與纖維素半纖維素一起形成植物骨架的主要成分在數量上僅次於纖維素木質素填充于纖維素構架中增強植物體的機械強度利於輸導組織的水分運輸和抵抗不良外界環境的侵襲

木質素在木材等硬組織中含量較多蔬菜中則很少見含有一般存在於豆類麥麩可可草莓及山莓的種子部分之中其最重要的作用就是吸附膽汁的主要成分膽汁酸並將其排除體外

另外雖然其詳細情況尚不得而知但木質素的構造與多酚非常相似故此木質素與多酚應該有密切的關係總之二者對於身體都有很好的作用[2]

3持續發展 高純木質素提取與熱塑改性

隨著人類對環境污染和資源危機等問題的認識不斷深入天然高分子所具有的可再生可降解等性質日益受到重視

Kim JW 等研究了煤與造紙黑液的共液化他們認為木質素的熱解形成苯氧自由基以及其它反應性自由基在低溫下對於煤基有很重要的熱解作用這些自由基是高效的活性中間體能夠使得煤中的亞甲基斷裂從而促進煤的解聚

Akash BA 等研究了煤與木質素共液化動力學採用伊利諾斯州煙煤與腐蝕性的木質素混合物反應在初始氫壓 1.1 MPa375℃四氫萘作溶劑下完成的煤和木質素混合物液化產品與單獨用煤液化得到的產物相比含較少苯不溶物排阻色譜研究表明煤和木質素混合物液化產品平均分子量比用單煤或單木質素液化得到的產品的分子量要低試驗數據表明在加入木質素后煤的轉化率提高了22%通過研究分析得到了描述化學反應的數學模型他們對液體產品循環的影響也進行了研究初步試驗表明隨著產品循環的增加煤總的分解率是減小的

以上的研究表明當煤與木質素共液化時煤的液化溫度可降低而且不同研究者得到的實驗結果都表明與煤單獨液化相比煤與生物質共液化所得到的液化產品質量得到改善液相產物中低分子量的戊烷可溶物有了增加產生這些結果的原因可能是木質素的熱解形成苯氧自由基以及其它反應性自由基在低溫下對於煤基有很重要的熱解作用當使用含有苯酚類基團的溶劑進行液化時煤的轉化率也有顯著增加雖然國內外對生物質與煤的共液化取得了一定的進展但還有許多不夠深入以後應著力研究煤與木質素共液化工藝條件改性生物質與煤液化試驗研究木質素與煤共液化動力學木質素與煤催化劑的專用高效催化劑方面的研究[2]

4性質日本的八浜羲和曾對木質素下過這樣的定義木質素是在酸作用下難以水解的相對分子質量較高的物質主要存在於木質化植物的細胞中強化植物組織其化學結構是苯丙烷類結構單元組成的複雜化合物共有三種基本結構非縮合型結構即愈創木基結構紫丁香基結構和對羥苯基結構

分子結構同時含有多種活性官能團如羥基羰基羧基甲基及側鏈結構其中羥基在木質素中存在較多以醇羥基和酚羥基兩種形式存在而酚羥基的多少又直接影響到木質素的物理和化學性質如能反映出木質素的醚化和縮合程度同時也能衡量木質素的溶解性能和反應能力在木質素的側鏈上有對羥基安息香酸香草酸紫丁香酸對羥基肉桂酸阿魏酸等酯型結構存在這些酯型結構存在於側鏈的α位或γ位在側鏈α位除了酯型結構外還有醚型連接或作為聯苯型結構的碳-碳聯結同酚羥基一樣木質素的側鏈結構也直接關係到它的化學反應性

基本結構由於木質素的分子結構中存在著芳香基酚羥基醇羥基碳基共扼雙鍵等活性基團因此可以進行氧化還原水解醇解酸解甲氧基梭基光解酞化磺化烷基化鹵化硝化縮聚或接枝共聚等許多化學反應其中又以氧化酞化磺化縮聚和接枝共聚等反應性能在研究木質素的應用中顯示著尤為重要的作用同時也是擴大其應用的重要途徑在此過程中磺化反應又是木質素應用的基礎和前提到目前為止木質素的應用大都以木質素磺酸鹽的形式加以利用在亞硫酸鹽法生產紙漿的工藝中正是由於亞硫酸鹽溶液與木粉中的原本木質素發生了磺化反應引進了磺酸基增加了親水性而後這種木質素磺酸鹽在酸性蒸煮液中進一步發生水解反應使與木質素結合著的半纖維素發生解聚從而使木質素磺酸鹽溶出實現了木質素纖維素與半纖維素的分離得到了紙漿同時也使木質素的應用成為了可能[2]

5應用利用木質素作為橡膠補強劑的方法屬木質素在橡膠工業中應用的技術領域其要點是在濃縮的造紙廢液中加進甲醛製成木質素甲醛樹脂再按比例加入硫磺氧化鋅硬脂酸硫化劑硫化促進劑硫化活化劑與橡膠在一定溫度下進行硫化本發明可使橡膠中填充大量木質素仍不需加軟化劑這既節省大量橡膠又可獲得優良性質的硫化膠同時硫化中不會塵土飛揚污染環境又使造紙廢液變害為利有著很大的社會和經濟效益

木鈉的主要用處

利用其粘結性分散性螯合性廣泛應用各個行業以改善其物理化學性能節省成本提高效率

1 增強劑

在耐火材料陶瓷製品生產中起到減水增塑絮凝等作用亦可用於鑄造業作為輔助粘結劑粘結力大且解崩性好

2 礦粉粘結劑

冶煉業將礦粉與之混合製成礦粉球乾燥后入窯提高冶煉回收率也可用作選礦劑

3 用作混凝土減水劑

摻加量在0.2%-0.3%時可減少混凝土攪拌時用水量10%-12%降低水灰比節約水泥10%左右改善混凝土和易性流動性及抗滲透性提高混凝土強度和密實性具有早強效應縮短凝結時間提高抗壓強度同時減少混凝土坍落度損失

4 防垢劑和緩蝕劑

用於工業容器和管道中起到防垢和緩蝕的作用提高窗口和管道的使用壽命

5 水煤漿分散劑

用於火力發電廠等使用水煤漿的企業作為分散劑提高對煤的分散能力增加燃煤的發熱率和利用率大大降低粉煤灰中的含煤量同時減少搭橋和結塊提高爐體壽命

6 其他

本產品可用作三次採油的化學劑油田鑽井泥漿稀釋劑及用於封井另外還可用於瀝青乳化劑飼料粘結劑精煉助劑等還廣泛用於農藥加工型煤製作鞣革的填料炭黑造粒及土壤沙丘粉傑的控制等[2]

6相關圖書蔣挺大編著

ISBN9787502530808

出版時間2001-3-1

出版社化學工業出版社

市場價¥20.00

高純木質素提取與熱塑改性

高純木質素提取與熱塑改性

內容簡介

木質素是一種來源十分豐富的熱塑性天然高分子材料具有極其廣泛的利用價值本書集中反映了作者多年來在高純木質素提取和應用領域的研究成果內容涉及高純木質素的分離提取改性表徵以及木質素的熱塑性材料地膜材料發泡材料木質素保墒劑木質素共混材料降解等方面的應用研究


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