植物纤维原料的主要化学成分:纤维素、半纤维素和木质素,这三种占总质量的80%~95%。纤维素和半纤维素皆由碳水化合物组成,木质素则为芳香族化合物。
纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖
纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂,是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖,占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%,为天然的最纯纤维素来源。一般木材中,纤维素占40~50%,还有10~30%的半纤维素和20~30%的木质素。
延展知识:
① 造纸用化学浆,提取的就是纤维素组分。我们常用纸,一般都是经过漂白处理的,未漂白的浆本身的色泽是呈浅棕色的。
② 还有一种浆叫做溶解浆,是一种由高纯度优质纤维素组成的特种化学浆,60%以上的溶解浆用于制造粘胶纤维(常与棉、毛或各种合成纤维混纺、交织、用于各类服装及装饰用纺织品)。溶解浆的要求比纸浆的质量标准要高很多,其中纤维素含量要达90%~98%,越高越好。主要是因为,指标不合格,将造成在生产粘胶纤维的过程中拉丝断头频繁,抄造性能下降,成品率降低。
一种植物往往含有几种由两或三种糖基构成的半纤维素
半纤维素:指在植物细胞壁中与纤维素共生、可溶于碱溶液,遇酸后远较纤维素易于水解的那部分植物多糖。一种植物往往含有几种由两或三种糖基构成的半纤维素,其化学结构各不相同。因此,半纤维素是一群复合聚糖的总称,包括木糖、阿拉伯糖和半乳糖、果糖、甘露糖、葡萄糖等等。
延展知识:
① 半纤维素特别是木糖在生物和制药工业中应用的比较多。木糖是重要的糖醇类代糖品之一,也是较早应用于低甜度、低热量甜味剂的糖醇之一。木糖属于五碳糖,用酸或者酶使木聚糖降解或者木糖。它不能为人体提供热量,但是具有增加肠道双歧杆菌等的某些特殊功能,下游产品是木糖醇。另外,天然D-木糖是以多糖的形态存在于植物中,特别是在农产品的废弃部分中(例如玉米的穗轴、秸秆、棉桃的外皮)含量很多。
凡是木质化的植物都含有木质素
木质素是一类复杂的有机聚合物,由苯丙烷结构单元通过醚键、碳-碳键等连接而成的具有三维空间结构的芳香族高分子化合物。木质素在细胞壁的形成中是特别重要的,特别是在木材和树皮中,因为它们赋予其刚性并且不容易腐烂。凡是木质化的植物都含有木质素,不同的原料含量不同。白色纸张时间长了会发黄,就是因为木质素。
知识延展:
化学浆制造过程中,原则是最大程度的保留纤维素和部分半纤维素,木质素是尽量去除的部分,在提取纤维素和半纤维素的时候,木质素的分子结构基本已经被破坏,并随着制浆工艺产生的废水一起被排放。这种废水,称之为造纸黑液,黑液中含有大量的悬浮性固体、有机污染物和有毒物质,直接排放到水体中会造成严重的污染。为了解决造纸黑液,用石灰、氯化钙、碱式醋酸铅等沉淀剂,经过沉淀、分离、烘干等工艺可制成木质素磺酸盐。
目前,市场上销售的大部分“木质素”,就是通过造纸黑液中获得的。由于其生产方式局限性的关系,在生产提取过程中化学反应剧烈,导致了木质素变性严重,活性大大降低,间接决定了其应用领域非常有限。而楹鼎生科的ESⅢ技术生产的溶剂木质素,保留了木质素原有的天然高分子结构,在分子量方面的优势尤其明显,由于生产方法的独特性,生产得到的溶剂木质素分子量区间高,且分布窄,分子量分布非常均匀,品质稳定,这直接决定了木质素在下游应用时产品分散性极好,应用于多个领域时都有明显的优势。
名称/项目 |
楹鼎生科 溶剂木质素 |
造纸产木质素 |
生产工艺 |
制备与提取条件温和、环保 |
经高温高压反应,往往伴随大量污染 |
分子结构 |
保留天然高分子结构 |
分子结构被严重破坏 |
活性基团 |
基团种类多、含量高,反应活性强 |
基本不具备反应活性 |
分子量 |
10000-15000 |
300~100000 |
分散系数 |
1.30~1.60 |
分散极度不均,无法准确评估 |
木质素含量(%) |
≥95 |
50~60 |
灰分(%) |
≤1.5 |
10~15 |
溶解性 |
不溶于水,溶于多种有机溶剂 |
易溶于水 |