為降低對石油化學資源的依賴並減少環境污染,生物資源的高效利用越來越受到重視。木質素是植物界中僅次於纖維素,最豐富的有機高分子化合物。那為什麼說木質素是生質源(biomass energy)界的明日之星呢?根據全世界產量最大木質素製造商挪威Borregaard公司數據指出,1,000公斤木頭可製作出420公斤木質素(Lignin)、400公斤特殊纖維素、50公斤生質酒精及2公斤纖維素纖維,難以想像天然且可再生的木頭,居然可以提煉如此豐富可用資源。接下來小編就來詳細介紹木質素,讓大家把木質素看透透!
【簡介】
木質素(Lignin)是重要的可再生植物資源,同時亦是一種非常複雜的有機聚合物。
任何植物都是由「木質纖維素」所組成,又可細分為纖維素、半纖維素以及木質素三種成份。
在木本植物中,木質素含量為18~32%(硬木約18~24% ,軟木約25~32%),
在草本植物中,木質素含量約為15~25%。
【組成成份】
木質素是由以下四種醇單體所組成,是一種酚類聚合物
- 對香豆醇
- 松柏醇
- 5-羥基松柏醇
- 芥子醇
【分類】
木質素因單體不同,分成三大類,小編整理為下圖表所示
【產業應用】
油漆塗料
於油漆塗料產業中,與許多其他懸浮固體顆粒相互流變性,是相當關鍵重要製程關鍵。聚合物分散劑在決定各種材料的性能方面發揮重要的作用。聚合物分散劑通過吸附在懸浮顆粒的表面上而起作用,從而提供了阻礙顆粒吸引的保護層。木質素產品以此方式故達到優異分散作用及防沉性。
建築陶瓷材料
於建材材料面磚,屋頂瓦,鋪路石,外牆…等加入木質素作為填材,一來可以提升產品本身結構強度,減少破損及裂痕情況發生,再則可以節省生產時水資源使用及降低燒結溫度,以節省生產成本。
農牧業(農藥業、肥料業、飼料業)
木質素除了是不具毒性物質天然物質外,且具黏合特性,相當合適於飼料粉要成形加工成顆粒體需求,非常合適作為造粒助劑,一來可以提升每個飼料顆粒強度(PDI)、再則可以保護飼料中酶和維生素等營養素不流失優點。
混凝土
木質素是深具成本效益的減水劑,可控制灌漿,砂漿和混凝土的流變性。此外,木質素於混凝土中另一個功能是作為分散劑。故使用木質素於混凝土具以下幾項好處,提高了固化混凝土的強度和耐久性降低配方成本、提高混凝土拌合料的可加工性。
電池產業
木質素在鉛酸電池的負極中發揮作用,促進形成時細晶海綿鉛的生長,然後通過防止晶體在循環時變粗而保持這種高表面積結構。用於防止負極活性物質在放電過程中或在斷路時反應性降低,方法是防止形成不可滲透的硫酸鉛不導電膜。電池採用正極活性物質,負極活性物質和電解質的最佳比例進行設計。為了滿足備用容量,冷啟動能力尤其是電池壽命的標準,工程師需要從負極活性物質中獲得最大的效率。否則,未充分利用的質量僅僅是生產性的重量和費用。
眾所周知,用木質素作為有機膨脹劑的投資使其性能成本得到了許多倍的回報。簡而言之,如果不使用木質素,鉛酸電池無法發揮最佳性能,可降低成本及提高客戶電池的性能。
水處理
歐美早期已研究出以木質素為原料,合成陽離子表面活性劑,用其處理染料廢水獲得了良好的絮凝效果,脫色率超過90%。並有學者研究以木質素作為絮凝劑,並與氯化鋁、聚丙烯醯胺的效果進行了比較,證實了木質素處理廢水的優越性,證明了木質素絮凝劑是一種對高濁度、酸性廢液有特效的水處理劑。
工業清潔劑
木質素可以分散、抑制晶體生長,並和水垢沉積、螯合、絡合,可去除偏亞硫酸氫鹽特徵和除鏽,很合適用來作為工業使用清潔劑。
工業清潔劑應用實例如:
- 鍋爐水和冷卻塔應用中的分散劑及雜化劑
- 抑制鍋爐管進料管和省煤器中的水垢
- 沉積鍋爐給水和冷卻塔水處理中的污泥調節劑
- 除鏽和除垢配方
- 電解清潔劑