木质素磺酸钙

木质素是自然界含量第二丰富的具有芳香结构的天然高聚物，是极其重要的可再生生物资源。传统矿石资源的枯竭和人类环保意识的增强给木质素的基础研究和产业化利用带来了强劲动力。木质素磺酸钙是木质素的衍生物，其改性制备表面活性剂近年来蓬勃发展并取得了系列重要进展，改性产品广泛地用于工农业生产。

木质素磺酸钙为棕黄色粉状物，具有良好的水溶性，松散容量0.35克/立方厘米左右，属于阴离子表面活性物质，无毒，有刺鼻气味。以亚硫酸木浆废液为原料，经过石灰乳中和，生物发酵除糖之后，经蒸发浓缩到固体含量达50%，再经喷雾干燥可制成木质素磺酸钙干粉。

木质素磺酸钙是纸浆工业得到的木质素衍生物之一。其分子结构基本保留了木质素的结构特征，即苯丙烷单元结构和大量醚键连接结构，其侧链上还引入了大量的磺酸盐基团。因此，在受到加热处理时，木质素磺酸钙的分子间和分子内应当会发生一些缩合反应。显然，对其热行为进行研究，弄清加热情况下木质素磺酸钙的化学结构变化和相应物理性质的变化，对于木质素磺酸钙本身及其衍生物的应用都是十分必要的。

木质素磺酸钙可用作分散剂、乳化剂、润湿剂等。可用于工业洗涤剂、农药、杀虫剂、除草剂、杀霉菌剂、制砖和耐火材料、混凝土、水泥、焦炭和木炭加工、染料和颜料、铸造、石膏制品、造粒加工、石油、电镀浴、鞣革、蜡乳液等。

木质素磺酸钙虽然是造纸过程中产生的废料，但它仍然拥有木质素的基本结构-苯甲基丙烷衍生物，而它带有的磺酸基团又使得它拥有能溶于水的特性。木质素磺酸钙含有多种发色基团，其固体粉末呈黄褐色易受潮而结块；木质素磺酸钙分子中含有大量的活性基团，如酚羟基、羰基、硫酸基、醇羟基等，能自我缩合或者与其他物质进行缩聚反应，木质素磺酸钙的分子量和官能团都有所不同，因此具有不同程度的分散性，能吸附在各种固体质点的表面上。工业木质素自身拥有着高分子的特性和一些特殊性能，主要被用于水处理剂、混凝土外加剂、染料分散剂以及各种络合剂、粘合剂等，但是应用范围依然比较有限。

木质素不溶于中性液体和有机溶剂中的。为了制得木质素，有两种最常用的方法来分离纤维素、半纤维素和木质素；然后再从（含木质素的）纸浆废液制得木质素磺酸钙。

1.亚硫酸盐纸浆法这是用一种熟知的热的酸式亚硫酸钙的酸溶液处理木屑，在这种煮解过程中部分木质素被磺化，而且同时还发生键的水解。水解作用使木质素磺酸盐分子能溶解在浆液中，也伴随得到其他可溶的（如醣类化合物）产物，其溶解度基本上是固定的。

2.牛皮纸浆（即硫酸盐）法

另一种方法是用一种热的强碱溶液处理木屑，pH控制在13~14范围内，生成的母液中木质素全部溶解在内，而半纤维素只是部分溶解在内。该溶解的产物能够通过改性，得到不同性能和多种规格的产品，从而使其有广阔的应用前景。

木质素磺酸钙是一种多组分高分子聚合物的阴离子表面活性剂，简称木钙，和木质素磺酸钠减水剂是一种表面活性剂，为线型高分子化合物，外观为棕黄色粉末，略有芳香气味，平均相对分子质量约在20000，以亚硫酸制浆木浆废液经先进的生产技术加以酸化、磺化、改性等工艺精制加工而成的阴离子表面活性剂制成,是以苯丙烷的衍生物为结构单元通过Ｃ—O键和Ｃ—Ｃ链连接而成，具有超分子特性和高比表面积，含有大量的功能基团，如酚羟基、甲氧基、苄式羟基、羰基、羧基、乙烯基等。
木质素磺酸钙具有强力的分解性、粘结性、蟹合性，已被广泛用做农药填充剂、乳化分散剂、水悬剂和悬乳剂、混凝土减水剂、水泥减水剂和助模剂，印染助剂、复合肥、树脂、皮革鞣革剂、矿粉粘合剂、陶瓷助剂、耐火材料增塑剂和结合剂、铸造、油井或水坝灌浆凝胶剂、选矿分散剂、饲料添加剂、水煤浆分散剂和添加剂、炭黑造粒剂、沥青乳化化工农药等其它化工深加工领域等等。 木质素磺酸钙用作混凝土减水剂，对水泥有吸附及分散作用，能改善混凝土各种物理性能。
加入混凝土中后，由于憎水基团定向吸附于水泥颗粒表面，这样使水泥带有负电荷。具有相同电荷的水泥颗粒在电荷斥力的作用下相互斥离分散，水泥在加水初期形成的絮状结构变成分散结构，絮凝状凝聚体内的游离水被释放出来，从而达到减水剂的目的。主要特性如下：
1、用量为水泥用量的0.20-0.30%，常用掺量为0.25%，减少用水量可达8-12%。
2、在不改变混凝土用水量的情况下，能增加混凝土的流动性，改善和易性，提高工程质量。
3、在保持混凝土塌落度，强度与基准混凝土相同时，可节约水泥8-10%。
4、具有微引气性，可提高混凝土的抗渗冻融性能。
5、本剂掺入混凝土后对钢筋和骨料无腐蚀性。
木质素磺酸钙减水剂适用于大体积混凝土，大流动性混凝土，泵送混凝土，商品混凝土和夏季混凝土施工以及对缓凝有 特殊要求的混凝土，灌注桩混凝土，沉管桩混凝土，人工挖孔混凝土和地下大体积混凝土施工，一般都与高效减水剂复 配使用。 本品为绿褐色粘稠液。50%含量时，相对密度d₄²⁰1.27。呈微酸性。对皮肤无刺激。 用作混凝土减水剂。详见减水剂 MY。 粘结剂；分散剂。 产品已被广泛用做水泥减水剂、农药悬浮剂、陶瓷坯体增强剂、水煤浆分散剂、皮革鞣革剂、耐火材料结合剂、炭黑造粒剂等. 用作水泥减水剂 以亚硫酸钠纸浆废液为原料，经石灰水沉降，酸溶，过滤除杂，滤液浓缩而得。详见减水剂MY制法1。