木質素磺酸鈉

木質素磺酸鈉是一種陰離子表面活性劑，是木漿與二氯化硫水溶液和亞硫酸鹽反應產物，是生產紙漿的副產物，一般為4-羥基-3-甲氧基苯的多聚物。由於木材種類不同，磺化反應的差異，木質素磺酸鹽的分子量由200到10000不等，化學結構尚未確定。一般說低分子木素質磺酸鹽，多為直鏈，在溶液中締合在一起；高分子木質素磺酸鹽多為支鏈，在水介質中顯示出聚合電介的行為。粗製的木質素磺酸鹽大量用於在動物飼料的粒化，精製木質素磺酸鹽用於石油鑽井泥漿的分散劑；礦石浮選劑，礦泥、染料、農藥的分散劑；對重金屬，尤其是鐵、銅、亞錫離子有較好的螯合能力，是有效的螯合劑。

CAS NO.8061-51-6

中文別名 分散劑CMN;改性木質素磺酸鈉；木素磺酸鈉；木素磺酸鈉鹽；分散劑M-9;木質磺素鈉；木質磺酸鈉

英文別名

ahr2438b;banirexn;betz402;dispergatorreax;dispergatorufoxane;lignosite458

木質素磺酸鹽來源於酸法製漿工藝中的亞硫酸鹽法製漿，這工藝應用廣泛，是目前造紙工藝中占統治地位的工藝，木質素磺酸鹽由於分子中磺酸基團的引入使它具有很好的水溶性，這大大提高了它的反應能力，因此，木質素磺酸鈉是來源豐富，應用廣范的工業木質素。

根據木質素的植物來源不同，可以將木質素分為闊葉木木質素、針葉木木質素和禾本木質素。原木素是白色或接近無色的物質，但經過分離所得到的木質素的顏色發生了改變，所以商業木質素的顏色在淺黃褐色到深褐色之間。木本木質素一般為無定形粉末，相對密度一般為1.3-1.5g/cm，木質素結構中沒有不對稱碳原子，所以木質素沒有光學活性，原木木質素不溶於水。

不同來源的木質素磺酸鹽性質差別較大。木材木鈉和竹子木鈉的重均相對分子質量較大，麥草木鈉和蔗渣木鈉的重均相對分子質量較小；麥草木鈉和竹子木鈉的磺酸基含量較高，蔗渣木鈉的含量較低；四種木鈉的羧基含量相差不大；木材木鈉的酚羥基含量較高。即使來源相同的木質素磺酸鹽，相對分子質量不同，其結構特性不同、表面活性不同。從表面活性角度來看似乎相對分子質量越大越好，然而，從分散角度來看，分散相吸附表面活性物質后，其帶電性導致的靜電斥力在分散體系中處於主導位置，表明隨木質素磺酸鹽相對分子質量的增大，可離子化的帶電親水基團如磺酸跟和羧基等減少，從而導致分散性能變差。因此，要使木質素磺酸鹽具有良好的分散性，需要有合適的相對分子質量和荷電基團含量。

木質素磺酸鈉為棕褐色粉末或液體。無特殊異味。無毒，易溶於水及鹼液，遇酸沉澱，具有較強的分散能力。

避免接觸皮膚和眼睛。

1.有良好的擴散性能，能溶於任何硬度的水中，水溶液化學穩定性好，可生物降解。

2.木質素磺酸鹽又稱亞硫酸鹽木質素，是相對分子質量不同，結構也不盡相同，即具有多分散性的不均勻陰離子聚電解質。固體產品為黃棕色自由流動的粉末，具有吸濕性。易溶於水，並不受PH值變化的影響，但不溶於乙醇、丙酮及其他普通的有機溶劑。水溶液為棕色至黑色，有膠體特性，溶液的黏度隨濃度的增加而升高。木質素磺酸鹽對降低液體間界面表面張力的作用很小，而且不能減小水的表面張力或形成膠束，其分散作用主要依靠基質的吸附？脫吸和電荷的生成。

上游原料：純鹼、磷酸三鈉、硫酸、清洗劑、燒鹼、硝酸銨

下游產品：硫雙滅多威可濕性粉劑、油田驅油劑

S24/25 Avoid contact with skin and eyes.

避免與皮膚和眼睛接觸。

減水劑多數為表面活性劑。因此，木質素磺酸鈉的作用機理就是表面活性作用。表面活性劑加入水溶液中后，能降低水的表面張力(水—氣相)和界面張力(水—固相)。表面活性劑分子具一般有親水和憎水兩個基團。憎水基團是各種烷基或烷芳基；親水基團一般是能離解出離子的鹽類。根據親水基團所離解出離子的不同，表面活性劑可分為：陰離子表面活性劑；陽離子表面活性劑；兩性表面活性劑；非離子表面活性劑。

混凝土中加入減水劑木質素磺酸鈉后，減水劑的憎水基團定向吸附於水泥顆粒的表面，親水基團指向水溶液，組成了單分子或多分子的吸附膜，使水泥顆粒因表面相同電荷相互排斥而被分散，從顆粒間釋放出多餘的水分，以達到減水的目的。與此同時，由於降低了水的表面張力以及水泥顆粒間的界面張力，在保持同樣流動度的情況下，相應減少用水量，從而也起到減水的作用。減水劑可大幅度地降低混凝土的水化，降低孔隙率，增加混凝土密實性，從而大大提高混凝土的強度和抗滲性。

木質素磺酸鹽是分子量為1000～30000的天然高分子化合物。它由生產紙漿的下腳料經發酵提取酒精以後，再用鹼中和而成，主要有木質素磺酸鈣、木質素磺酸鈉、木質素磺酸鎂等，其中應用最廣的木質素磺酸鈣就是用亞硫酸紙漿廢液製成的。這種減水劑原料來源豐富，製造工藝簡單，價格低廉，在國內應用較普遍，約佔減水劑總產量的80%。但其效果不太好，有引氣、緩凝作用，屬於普通減水劑，與早強劑複合使用效果較好。

將純化的木質素和 Na2SO3完全溶解在 pH 為13 的 NaOH溶液中，然後將溶液放入水熱反應釜中於165℃高溫下反應 5h，得到產物木質素磺酸鈉溶液。木質素磺酸鈉的合成機理如圖1所示。

一般有兩種：

1）將木質素磺酸鈣經過離子交換；

2）在製漿的過程中，用碳酸鈉或是氫氧化鈉，取代氧化鈣或是氫氧化鈣。這種方法比較少見，因為碳酸鈉或是氫氧化鈉的價格通常高於氧化鈣或是氫氧化鈣。

用造紙廠的紙漿廢液為原料，一般有三種製備方法。

1.亞硫酸氫鈣製漿法的紙漿廢液中所含有的亞硫酸鹽或硫酸氫鹽直接與木質素分子中的羥基結合生成木質素磺酸鹽。往廢液中加入10%的石灰乳，在（95±2）℃下加熱30 min。將鈣化液靜置沉降，沉澱物濾出，水洗后加硫酸。過濾，除去硫酸鈣。然後往濾液中加入Na2CO3，使木質素磺酸鈣轉成磺酸鈉。反應溫度以90 ℃為宜，反應2 h后，靜置，過濾除去硫酸鈣等雜質。濾液濃縮，冷卻結晶得產品。

2.以鹼液製漿所得造紙廢液為原料。首先往廢液中加入濃硫酸50%左右，攪拌4～6 h。然後用石灰乳，經沉降，過濾，打漿，酸溶，加碳酸鈉轉化，濃縮，乾燥得產品

3.用草類製漿法所得廢液為原料。方法同2。

改性木質素磺酸鈉的質量標準如下：

目前，木質素系產品有超過200種，新產品也在不斷的開發出來。產品的產量和質量也有了極大的提高，應用領域也越來越多。木質素及其改性產物的應用主要在以下幾個方面：

水泥、混凝土減水劑：木質素磺酸鹽用作減水劑是目前最廣泛的一種應用。1935年美國人E.W.SeriPture成功研製出以木質素磺酸鹽為主要成分的減水劑，從此人類開始了對木質素磺酸鹽減水劑的研究。木質素磺酸鹽用作水泥、混凝土減水劑不僅能夠大幅提供改善其流動性和可塑性，而且可大大降低有害孔隙，明顯增強抗壓強度。

分散劑、絮凝劑和緩蝕阻垢劑：木質素磺酸鹽是一種性能優良的陰離子表面活性劑，可以用作分散劑、絮凝劑等。

油田化學品：木質素磺酸鹽具有特殊的分子結構，在油田化學品中的應用十分廣泛，常常用作三次採油用表面活性劑、鑽井液處理劑和調配堵水劑等。

合成樹脂：20世紀90年代以來，木質素常常被用作為一種合成高分子材料、樹脂和膠黏劑的一種基礎可再生性材料。

高分子材料：木質素及其衍生物能夠與聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚乙烯醇（PVA）等烯烴高分子材料共混，提高材料的穩定性、強度和抗光解等性能。劉春芳等將木質素磺酸鹽添加到橡膠中作為一種橡膠補強劑，能夠提高橡膠的力學性能。李海江等將水解木質素與天然橡膠複合，形成互穿網路結構，再通過共沉澱法製得一種木質素—天然橡膠複合物。

農用助劑：木質素磺酸鈉不僅能夠作為一種農藥分散劑，而且能夠作為一種潤濕劑、絡合劑和增肥劑，廣泛的運用到農業的各個方面。