木質素的物理化學性質

木質素屬于芳香族化合物、一般認為具有非結晶性的三度空間結構高聚物，天然木質素的分子量高達幾十萬，但是分離出來后的相對分子質量只有幾千或幾萬。木質素本來的顏色應該是白色或無色，但是從木材中分離出來后就呈現出一定的顏色，而且隨著分離和制備的方法不同呈現出的顏色也不同，在淺黃和深褐色之間。木質素在25Y時比重為1.33~1.45g/cm3，折光系數1.610天然木質素由于分子量大、親液性基團少，基本不溶于水和一般的溶劑。在特定溶劑中的溶解性能，取決于木質素的性質、溶劑的溶解性參數以及溶劑與氫鍵的結合能。堿木質素可以溶于低濃度堿液、堿性或中性極性溶劑中。木質素磺酸鹽可溶于水中形成膠體溶液，這也是植物纖維化學制漿的基本依據之一。在一定的水溫條件下，木質素可以發生軟化及塑化。針葉材熱塑化溫度為170~175Y，闊葉材為160~165Y，在此溫度下進行纖維分離可以減少動力消耗。

木質素是由苯基丙烷結構單元通過醍鍵和碳一碳鍵連接而成的高分子化合物，不同形式的連接和基團的存在，使木質素具有一定的化學反應活性，但是眾多基團的差異性使木質素的化學反應性比纖維素和半纖維素復雜。木質素降解反應。木質素在水中一般不發生水解作用，當溫度升高之后，木質素或半纖維素能分解出少量的無機酸，降低介質的pH值，使得木材原料發生酸性水解。在纖維制漿工業中 這個過程被稱為預水解。在一定條件下，隨著溫度的升高，處理時間的延長，木質素、纖維素、半纖維素三種主要成分都有不同程度的水解降解。就這三種組分而言，木質素抗水解能力最強，纖維素次之，半纖維素最容易水解。將經過處理的鐵杉用175Y的水蒸煮45min，水溶液經過濃縮后得到松柏醛、香草醛等芳香族化合物，據認為這正是木質素的水解產物。

縮合反應?？s合反應是降解反應的逆反應。木質素受水、熱作用而發生降解，但是也有因木質素活化而發生縮合的可能，有人認為這正是熱壓時纖維相互結合的因素之一。在水煮過程中，溫度達到130Y時，木質素開始自動縮合，到140~160Y時縮合反應加速，這就是木材在水煮高溫階段，木質素溶解速度緩慢的原因。水對木質素的縮合反應有很大影響，當水較多時，半纖維素等容易降解的碳水化合物剝離下來溶于水中，而使被活化降解的木質素暴露在外面，有利于縮合反應的進行；相反，當水分較少時，覆蓋在木質素表面的降解化合物起保護作用，阻礙木質素縮合反應，所以在水煮工藝中，要求有一定的液料比。纖維板成板理論的另一個觀點是木質素結合理論，木質素縮合反應正是這一理論的基礎。有人認為，熱磨法生產纖維板漿料時，半纖維素最后轉化為糠醛，木質素則降解為酚類物質，經過高溫、熱壓作用后，兩者縮合形成酚醛縮合物，可以起到酚醛樹脂的作用，這是纖維板具有一定強度和防水性的原因之一。

木質素的成化反應。在化學法纖維制漿中，木材在亞硫酸鹽和過量的SO溶液中蒸煮，其工藝過程大致有三個階段，即蒸煮藥液對木材的滲透階段、木質素磺化階段和木質素成為木質素磺酸鹽溶出階段。在木質素磺化階段，反應體系中存在多種離子的協同作用，產生磺化和水解兩種反應?；腔褂H水性的磺酸基進入木質素高聚物內，而水解則打開醵鍵，產生新的酚羥基，降低分子量，兩者的共同作用都是增加木質素的親水性，使木質素從木材中不斷溶解出來。

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