第九章木質素

1、針葉木：針葉木：2535%闊葉木：闊葉木：2025%禾本科：禾本科：1525%針葉木：愈創(chuàng)木基丙烷針葉木：愈創(chuàng)木基丙烷闊葉木：愈創(chuàng)木基丙烷、紫闊葉木：愈創(chuàng)木基丙烷、紫 丁香基丁香基 丙烷丙烷禾本科：愈創(chuàng)木基丙烷、紫丁香禾本科：愈創(chuàng)木基丙烷、紫丁香 基丙烷、對羥苯基丙烷基丙烷、對羥苯基丙烷 木素的分布：復合胞間層濃度最高，而次生壁木素的分布：復合胞間層濃度最高，而次生壁的含量最多。的含量最多。9.1 木素的存在木素的存在654321654321OCH3OCH3OHHCHOH2CHCH3COOHHCHOH2CHCH3COOHHCHOH2CHCH3COOCH3CH2OH CHCHO木素含量2416%

2、 S/V=15, 通常為 3klason木素 OCH3:1722%木素含量1723% S/V0.51.0酯基=712%對香豆酸和阿魏酸:1518.5%OCH3klason 木素S/V Br+ I+ 位置：鄰、對位效應。位置：鄰、對位效應。紫丁香基：紫丁香基：2、6位；愈瘡木基：位；愈瘡木基：5、6位。位。緩和條件：芳香核取代緩和條件：芳香核取代；激烈激烈條件：側鏈反應。條件：側鏈反應。副反應：脫出甲氧基、對位側鏈副反應：脫出甲氧基、對位側鏈；氧；氧化：生成鄰醌化：生成鄰醌 愈創(chuàng)木基乙基甲醇的氯化愈創(chuàng)木基乙基甲醇的氯化(氯水中氯水中) 2、硝化反應（硝化反應（nitration）位置：鄰、對位效

3、應。位置：鄰、對位效應。親電試劑：親電試劑：NO2+副反應：脫出甲氧基、對位側鏈；氧化：鄰醌副反應：脫出甲氧基、對位側鏈；氧化：鄰醌 愈創(chuàng)木基乙基甲醇的硝化反應愈創(chuàng)木基乙基甲醇的硝化反應木素胺又稱作陽離子木素。木素胺又稱作陽離子木素。 反應實質：反應實質： 木素酚羥基的鄰、對位及側鏈羰基的木素酚羥基的鄰、對位及側鏈羰基的-氫原氫原子，與胺發(fā)生子，與胺發(fā)生manich反應。反應。 反應條件：反應條件： 堿性水溶液、有機溶劑堿性水溶液、有機溶劑(醇類、二氧六環(huán)等醇類、二氧六環(huán)等)，以及水和有機溶劑的混合體系中進行。常壓，以及水和有機溶劑的混合體系中進行。常壓，溫度：溫度：25 100 。 根據生成

4、產物的不同，可以分為以下幾類：根據生成產物的不同，可以分為以下幾類：季銨型木素胺的合成季銨型木素胺的合成 多胺型木素胺的合成多胺型木素胺的合成（5）磺甲基木素胺）磺甲基木素胺兩性離子木素兩性離子木素 雙重改性，帶陽離子和陰離子基團的木素。 木素磺甲基胺鹽做染料分散劑染料分散劑。合成：甲醛對木素羥甲基化；在氨或三乙醇胺參與下用SO2或亞硫酸鹽磺化形成木素磺甲基胺鹽。 例：木素料漿，用50% NaOH調pH=11, 加入3mol甲醛，70反應3h，用25%的硫酸調pH=2，加熱至80沉淀，室溫過濾，水洗羥甲基木素。將產物制成25%的料漿，加入2.5mol三乙醇胺和2.5mol SO2調pH=6.3

5、，95磺化8h，得木素磺甲基胺鹽。 木素烷基化反應：木素烷基化反應：引入的烷基鏈含引入的烷基鏈含6-186-18個碳原子個碳原子, ,水溶水溶性表面活性劑性表面活性劑；含含18-2418-24個碳原子個碳原子, ,油溶性表面活性劑油溶性表面活性劑。 木鈣（木質素磺酸鈣）是一種多組分高分子聚合物陰離子表面活性劑，序號序號應用分類應用分類舉例舉例1能源能源燃料燃料2紙及紙板類紙及紙板類新聞紙新聞紙3降解及化學反應產物降解及化學反應產物香草醛、香草醛、L-杜巴，二甲基硫醚、二甲亞砜、酚及兒杜巴，二甲基硫醚、二甲亞砜、酚及兒茶酚、苯衍生物、煤氣類等茶酚、苯衍生物、煤氣類等4在高分子水溶液中的在高分子水

6、溶液中的化學應用化學應用分散劑、乳化穩(wěn)定劑、沉淀劑、絮凝劑、阻垢劑、分散劑、乳化穩(wěn)定劑、沉淀劑、絮凝劑、阻垢劑、緩蝕劑等緩蝕劑等5在高分子材料領域的在高分子材料領域的應用應用熱固性樹脂、橡膠增強劑、混合劑、防氧化劑等熱固性樹脂、橡膠增強劑、混合劑、防氧化劑等6在基質或凝膠方面的在基質或凝膠方面的應用應用吸附、脫吸、離子交換樹脂等吸附、脫吸、離子交換樹脂等7炭化及熱分解炭化及熱分解活性炭、碳、石墨纖維等活性炭、碳、石墨纖維等8土質穩(wěn)定劑肥料土質穩(wěn)定劑肥料腐植酸腐植酸木素復合肥料、緩釋長效復合肥等木素復合肥料、緩釋長效復合肥等一、木素一、木素-酚醛樹脂酚醛樹脂 1、共聚法合成木素、共聚法合成木素-

7、酚醛樹脂酚醛樹脂 木素結構單元上既有酚羥基又有醛基，因此在合成木素-酚醛樹脂時，木素既可用作酚與甲醛反應，又可用作醛與苯酚反應，即可節(jié)約甲醛，又可節(jié)約苯酚。 用苯酚和甲醛在堿性催化劑存在下制備用苯酚和甲醛在堿性催化劑存在下制備甲階酚醛樹脂甲階酚醛樹脂，然后，然后加入木素與之反應，制得性能較好的膠粘劑。加入木素與之反應，制得性能較好的膠粘劑。 趙慶韜等人用一定配比的苯酚、甲醛及氫氧化鈉的水溶液在趙慶韜等人用一定配比的苯酚、甲醛及氫氧化鈉的水溶液在9095攪拌反應攪拌反應1.5h后，加入堿木素，制成膠粘劑。用這種后，加入堿木素，制成膠粘劑。用這種膠粘劑生產膠合板，各項性能達到并超過膠粘劑生產膠合板

8、，各項性能達到并超過類膠的水平，成本類膠的水平，成本比酚醛樹脂膠降低比酚醛樹脂膠降低33%。而且這種膠中的木素。而且這種膠中的木素能吸收游離的甲能吸收游離的甲醛醛，所以產品無毒，可用于，所以產品無毒，可用于地板涂料、木器家具冷粘合、防腐地板涂料、木器家具冷粘合、防腐漆漆等方面。等方面。 硫酸鹽法造紙黑液提取的堿木素可代替酚醛樹脂中50%的酚或50%的醛。 堿木素酚醛樹脂可用于生產三合板。 木素與甲階酚醛樹脂共縮聚制備的膠粘劑性能略次木素與甲階酚醛樹脂共縮聚制備的膠粘劑性能略次于木素與苯酚、甲醛反應的產物，但木素的用量更多于木素與苯酚、甲醛反應的產物，但木素的用量更多。直接用木素與酚醛樹脂在研磨

9、混合機中混合，也能。直接用木素與酚醛樹脂在研磨混合機中混合，也能制備膠粘劑，木素在其中起制備膠粘劑，木素在其中起填充劑填充劑的作用。的作用。 木素分子大，芳環(huán)上的位阻大，不利于與苯酚、甲醛或是與酚醛樹脂的反應，也阻礙了苯酚與甲醛之間的正常縮合。1、木素的脫甲基化、木素的脫甲基化：脫甲基化是指將木素芳環(huán)上的甲脫甲基化是指將木素芳環(huán)上的甲氧基轉化為體積小，活性大的酚羥基，從而提高木素的氧基轉化為體積小，活性大的酚羥基，從而提高木素的反應活性。反應活性。 羥甲基化是木素在羥甲基化是木素在堿性條件堿性條件下與甲醛生成羥下與甲醛生成羥甲基的反應，包括兩個方面：木素甲基的反應，包括兩個方面：木素芳環(huán)芳環(huán)上

10、存在上存在的空位上發(fā)生羥甲基化和的空位上發(fā)生羥甲基化和芳環(huán)側鏈芳環(huán)側鏈的羥甲基化的羥甲基化。 1、黑液-酚醛樹脂膠粘劑 王大可等不將木素從黑液中提取出來，直接用黑液與苯酚和甲醛縮合生產膠粘劑，用于制造三合板。原料成本降低30%左右。（1）黑液里木素的脫甲基化 用硫酸鹽法制漿黑液與硫化鈉在250反應，木素芳環(huán)上的甲氧基將發(fā)生脫甲基，同時產生二甲硫醚。（2）黑液里木素的羥甲基化 在黑液中加入甲醛，與木素發(fā)生羥甲基化，提高木素的反應活性。 木素的芳環(huán)和側鏈上具有羥基，可看做是一木素的芳環(huán)和側鏈上具有羥基，可看做是一種種多元醇多元醇，與異氰酸酯反應合成聚氨酯。，與異氰酸酯反應合成聚氨酯。 為了為了提高

11、木素的羥基含量提高木素的羥基含量，一般是將木素與，一般是將木素與環(huán)氧丙烷環(huán)氧丙烷反應，得到丙氧基化木素，增加了反應，得到丙氧基化木素，增加了醇羥醇羥基及帶羥基側鏈的柔軟性基及帶羥基側鏈的柔軟性。 木素具有良好的木素具有良好的耐日光老化性能耐日光老化性能，尤，尤其是能其是能吸收紫外線吸收紫外線，用它生產的聚氨酯涂，用它生產的聚氨酯涂料，尤其是外墻涂料，可能也會有很強的料，尤其是外墻涂料，可能也會有很強的耐老化性能。耐老化性能。 橡膠制品中的補強劑是數量最大的添加劑，用得最多的補強劑是炭黑。生產炭黑的原料主要是煤焦油或天然氣，一般要68萬立方米的天然氣才能燒出1噸炭黑?，F在還發(fā)現，有些品種的炭黑具有潛在的致癌作用。 用木素代替部分炭黑生產橡膠制品，可以為木素找到一條被大量利用的出路，同時用廉價的木素代替較貴的炭黑，可以降低橡膠制品的生產成本。 木素中