리그노술폰산염

Lignosulfonates

리그노술폰산염(LS)은 수용성 음이온성 고분자 고분자 고분자 중합체입니다.아황산염 [1]펄프를 이용한 목재 펄프의 부산물입니다.아황산염 펄핑의 대부분의 탈지화는 리그닌의 [2]많은 성분들을 연결하는 에테르 결합의 산성 분열을 포함한다.술폰화 리그닌(SL)은 훨씬 더 인기 있는 크래프트 공정에서 파생된 리그닌 부산물과 같이 술폰산기를 첨가하기 위해 처리된 다른 형태의 리그닌 부산물을 말합니다.이 두 가지는 용도가 비슷하고 일반적으로 서로 혼동되며 SL이 훨씬 [3]저렴합니다.LS와 SL은 모두 자유롭게 흐르는 분말로 보입니다.전자는 밝은 갈색이고 후자는 어두운 [1]갈색입니다.

리그노술폰산염은 분자량의 범위가 매우 넓다.연질목 리그노술폰산염의 경우 1,000~140,000Da의 범위가 보고되었으며, 경질목의 경우 낮은 값이 보고되었다.술폰화 크래프트 리그닌은 2,000~3,000Da에서 [1]더 작은 분자를 갖는 경향이 있다. SL과 LS는 무독성, 비부식성, 생분해성이다.LS 및 SL에는 산화, 히드록시메틸화, 술포메틸화 및 이들의 [3]조합을 포함한 일련의 추가 개조를 적용할 수 있다.

준비

리그노술폰산염

리그노술폰산염은 아황산펄프로부터 폐펄프액(빨간색 또는 갈색액)으로부터 회수된다.또한 사용후 [1]펄핑액에서 리그노술폰산염을 분리하는 데 사용할 수 있습니다.리그노술폰산염의 다양한 금속염에 대한 AA CAS 번호 목록을 이용할 [4]수 있다.

에테르 분해 중에 생성된 친전자성 카보카보레이션은 중황산 이온(HSO3−)과 반응하여 술폰산염을 생성한다.

R-O-R' + H+ → R+ + R'OH
R+ + HSO3− → R-SOH3

에테르 분해의 주요 부위는 프로필(선형 3탄소) 측쇄의 α-탄소(방향족 고리에 부착된 탄소 원자)입니다.리그닌과 그 유도체는 복합 혼합물이기 때문에 다음 구조들은 구조를 규정하지 않는다. 목적은 리그노술폰산염의 구조에 대한 일반적인 개념을 제공하는 것이다.R1 및 R2 그룹은 리그닌 구조에서 발견되는 매우 다양한 그룹일 수 있다.술폰화는 p-톨루엔술폰산처럼 방향족 고리가 아닌 측쇄에서 발생한다.

Generalized structure of lignosulfonates

술폰화 크래프트 리그닌

흑액에서 생성되는 크래프트 리그닌은 훨씬 더 많은 양을 술폰화 리그닌으로 가공해도 된다.리그닌은 먼저 액체를 CO2로 산성화하여 침전시킨 후 세척한다. (다른 분리 방법이 있다.)아황산나트륨 또는 아황산나트륨 및 알데히드와 기본환경에서 반응하여 술폰화를 완료한다.여기서 술폰산기는 지방족 측쇄 [3]대신 방향족 고리 위에 놓인다.

사용하다

LS 및 SL에는 다양한 응용 프로그램이 있습니다.농약, 염료, 카본블랙 등 불용성 고형물과 액체를 물에 안정적으로 분산시키기 위해 사용된다.바인더로서 비포장 도로의 먼지를 억제합니다.그것은 또한 보습제이며 [5]수처리에도 사용된다.화학적으로는 가죽을 태우는 탄닌이나 각종 제품의 원료로도 사용할 수 있다.

분산제

리그노술폰산염의 가장 큰 용도는 [1]콘크리트를 만드는 가소제로서, 콘크리트의 유동성을 유지하면서 적은 물로 콘크리트를 만들 수 있도록 하는 것이다.리그노술폰산염은 시멘트 생산 시에도 사용되며, 시멘트 제분소에서 연마 보조제 및 원혼합 슬러리 디플로콜란트(슬러리의 점도를 감소시키는 것)로 작용합니다.

리그노술폰산염은 회반죽을 흐르게 하고 두 장의 종이 사이에 층을 형성하기 위해 필요한 물의 양을 줄이기 위해 석고판의 생산에도 사용된다.수분 함량이 감소하여 가마 온도가 낮아지면 석고판을 건조시켜 에너지를 절약할 수 있습니다.

미네랄 슬러리의 점도를 감소시키는 리그노술폰산염의 능력은 케브라초(열대 수목)의 타닌산을 대체한 오일 시추 진흙에 사용됩니다.

또한 리그노술폰산염의 매우 광범위한 용도 중 하나는 석유 및 가스 산업에서 유체를 시추하는 데 사용되는 점토의 탈착입니다.또한 리그노황산염은 발포체 내 IFT를 감소시켜 스위프 효율을 높이고 회수율을 높임으로써 향상된 오일 회수(EOR)에 사용할 수 있도록 연구되고 있습니다.

바인더

분산제로 사용되는 것 외에 리그노술폰산염도 좋은 바인더이다.그것들은 유정지, 파티클 보드, 리놀륨 바닥, 연탄, 도로의 바인더로 사용된다.

또한 납-안티몬-칼슘 또는 납-안티몬-셀렌 그리드를 납-산 배터리에서 코팅하는 데 사용되는 페이스트의 성분을 구성합니다.

리그노술폰산염 수용액은 또한 포장되지 않은 노면의 무독성 먼지 억제제로 널리 사용되며, 일반적으로 "나무 수액"이라고 불린다.리그노술폰산염으로 처리된 도로는 색상으로 염화칼슘으로 처리된 도로와 구분할 수 있습니다. 리그노술폰산염은 노면이 짙은 회색인 반면 염화칼슘은 노면에 독특한 황갈색 또는 갈색을 띠게 합니다.리그노술폰산염은 결합 특성을 제공하기 위해 물에 의존하지 않기 때문에 건조한 지역에서 더 유용한 경향이 있습니다.

그것은 토양 [6]안정제로 사용된다.

화학 원료

부드러운 나무에서 리그노술폰산염의 산화는 바닐린을 생성했다.

리그노술폰산염으로부터 황화디메틸과 술폭시드(중요 유기용매)를 제조한다.첫 번째 단계는 리그노술폰산염을 황화물 또는 원소 유황으로 가열하여 황화디메틸을 생성하는 것입니다.메틸기는 리그닌에 존재하는 메틸에테르로부터 나온다.이산화질소에 의한 디메틸 황화물의 산화는 디메틸 술폭시드(DMSO)를 생성한다.[1]

기타 용도

리그노술폰산염의 항산화효과는 사료, 엔실라지 및 난연제에 이용된다.

리그노술폰산염의 자외선 흡수율은 자외선 차단제와 바이오 농약에 이용된다.

리그노술폰산염은 농경에서 부식물질의 유사물질로 사용된다.토양 촉진제로서 주로 비료 및 기타 [7]영양소의 흡수 및 유지를 촉진하기 위해 사용된다.EDTA에 [8]비해 개선된 생물학적 분해성을 유지하면서 미네랄을 킬레이트할 수 있습니다.추가적인 가수 분해와 산화는 "리뇨후메이트"[9]로 판매되는 부식액과 더 유사한 제품을 생산한다.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f Lebo, Stuart E. Jr.; Gargulak, Jerry D.; McNally, Timothy J. (2015). "Lignin". Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Kirk‑Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. John Wiley & Sons, Inc. doi:10.1002/0471238961.12090714120914.a01.pub3. ISBN 0-471-23896-1.
  2. ^ E. Sjöström (1993). Wood Chemistry: Fundamentals and Applications. Academic Press.
  3. ^ a b c Aro, Thomas; Fatehi, Pedram (9 May 2017). "Production and Application of Lignosulfonates and Sulfonated Lignin". ChemSusChem. 10 (9): 1861–1877. doi:10.1002/cssc.201700082.
  4. ^ "List of lignosulfonate CAS numbers". Retrieved 2007-10-15.
  5. ^ Barbara A. Tokay (2000). "Biomass Chemicals". Ullmann's Encyclopedia Of Industrial Chemistry. doi:10.1002/14356007.a04_099. ISBN 978-3527306732.
  6. ^ Ta'negonbadi, Bahram; Noorzad, Reza (September 2017). "Stabilization of clayey soil using lignosulfonate". Transportation Geotechnics. 12: 45–55. doi:10.1016/j.trgeo.2017.08.004.
  7. ^ Wurzer, Gerhild K.; Hettegger, Hubert; Bischof, Robert H.; Fackler, Karin; Potthast, Antje; Rosenau, Thomas (23 February 2022). "Agricultural utilization of lignosulfonates". Holzforschung. 76 (2): 155–168. doi:10.1515/hf-2021-0114.
  8. ^ Cieschi, María T.; Benedicto, Ana; Hernández-Apaolaza, Lourdes; Lucena, Juan J. (28 November 2016). "EDTA Shuttle Effect vs. Lignosulfonate Direct Effect Providing Zn to Navy Bean Plants (Phaseolus vulgaris L 'Negro Polo') in a Calcareous Soil". Frontiers in Plant Science. 7. doi:10.3389/fpls.2016.01767.
  9. ^ Yakimenko, Olga; Stepanov, Andrey; Patsaeva, Svetlana; Khundzhua, Daria; Osipova, Olesya; Gladkov, Oleg (3 July 2021). "Formation of Humic-Like Substances during the Technological Process of Lignohumate® Synthesis as a Function of Time". Separations. 8 (7): 96. doi:10.3390/separations8070096.

참고 항목