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2024年10月30日 星期三

木質素磺酸鈣詳細介紹

木質素和木質素磺酸鹽 (Lignin & Lignosulfonates)

 木質素是木材中的黏合劑,也是世界上僅次於纖維素的第二豐富的生物聚合物。

什麼是木質素?

木質素在植物中的主要功能是將纖維粘合在一起,賦予結構剛性並形成具有出色抗衝擊、壓縮和彎曲能力的複合材料。木質素是一種複雜的有機聚合物,是許多植物細胞壁的重要組成部分。它存在於大多數維管植物的次生細胞壁中,為植物組織提供強度和剛性。

木質素是一種高度交聯的聚合物,由芳香族化合物(主要是苯丙胺類)組成。它具有高度疏水性,使其能夠抵抗微生物的降解,並有助於植物細胞壁的結構完整性。

木質素存在於多種植物組織中,包括木質莖、樹皮、根和一些種子。它也存在於一些藻類和某些類型的細菌中。在紙漿和造紙工業中,木質素是一種重要的產品,可以提取並用於多種工業用途。

木質素在植物中的作用是什麼?

木質素在植物中的主要功能是為植物組織的細胞壁提供結構支撐。木質素與細胞壁的其他成分(例如纖維素和半纖維素)一起作用,形成堅固、複雜的結構,使植物能夠生長並保持其形狀。

木質素也在植物內的水分運輸中發揮作用。在一些植物中,木質素形成管網,幫助將水和養分從根部輸送到植物的其他部分。這對於木本植物尤其重要,木本植物需要強大而高效的水運輸系統來支持其生長和生存。

除了其結構和運輸功能外,木質素還提供對害蟲和病原體的保護。木質素還可以透過為植物組織提供額外的支撐和穩定性來幫助植物應對乾旱或極端溫度等環境壓力。

木質素產品有哪些不同種類?

以木材為原料時,三種最常見的木質素製造過程是亞硫酸鹽製漿、牛皮紙製漿和有機溶劑製漿。

不同的製程產生不同類型的木質素產品。這些木質素的特性可能因原料來源、製漿製程​​以及純化和改質方法而異。

例如, 亞硫酸鹽製漿過程中產生的亞硫酸鹽木質素或 木質素磺酸鹽可用作特種化學品,

用於廣泛的工業應用。 硫酸鹽木質素 是硫酸鹽製漿過程的副產品,通常透過燃燒來回收能量和化學物質。 

有機溶劑 木質素 是透過有機溶劑萃取產生的。

什麼是木質素磺酸鹽以及它們是如何生產的?

木質素磺酸鹽是木質素的水溶性磺化衍生物,在木材的亞硫酸鹽製漿過程中產生。在此過程中,從木片中提取木質素,然後使用亞硫酸氫鹽進行磺化。磺化過程將磺酸基引入木質素結構上,產生可用於各種工業應用的水溶性聚合物。


生物聚合物

圖:Borregaard 木質素磺酸鹽的性質

木質素的天然特性與客製化改質相結合,產生了廣泛的可持續木質素磺酸鹽產品組合,這些產品可用於多種應用,包括分散、黏合、晶體生長控制、絡合和乳液穩定等。

木質素磺酸鹽有哪些功能特性?

木質素磺酸鹽是一種通用的水溶性聚合物,可根據其分子量、磺化程度、兩親性、純度和其他因素提供各種功能。這些生物聚合物特別適用於:

事實上,木質素磺酸鹽的多功能特性使其成為廣泛工業應用的理想選擇。

木質素磺酸鹽本質上還具有生物可降解性、無毒且可再生,使其成為合成聚合物的可持續替代品

市售木質素磺酸鹽有哪些種類?

市售的木質素磺酸鹽有多種類型,例如木質素磺酸鈣、鈉、銨和鎂等。值得注意的是,不同的製造商可能會提供一系列具有不同特性和應用的木質素磺酸鹽產品,具體取決於製造流程和預期用途。

木質素磺酸鹽通常以粉末或液體形式出售,使其易於處理和儲存。

透過為特定應用選擇適當類型的木質素磺酸鹽,製造商可以提高其產品的性能和效率,同時最大限度地降低成本和環境影響。

使用木質素磺酸鹽有哪些環境效益?

木質素磺酸鹽是可再生的、本質上可生物降解且無毒,使其成為  許多工業應用中合成聚合物的可持續替代品。它們的碳足跡也比化石化學品更低,因為它們源自天然來源,生產所需的能源更少。

木質素功能

抗氧化腐蝕抑制乳液穩定
裝訂晶體生長控制酚醛塊
絡合分散防紫外線

資料來源:  

https://www.borregaard.com/product-areas/lignin/your-guide-to-lignin-and-lignosulfonates

https://www.borregaard.com/product-areas/lignin/lignin-functionalities