生物质资源的高效越来越受到重视

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传统的热塑性弹性体(TPE)生产技术难度大，成本高，抗热氧老化和抗紫外线老化能力不足。通常需要添加小分子抗氧化剂和光稳定剂，存在一些如喷霜、迁移、萃取等问题。有一定的毒性，会造成环境污染。近日，华南理工大学邱学青教授带领的生物质资源化学工程团队以龙力公司生产的高纯度木质素为原料，在木质素基弹性体复合材料领域进行了一系列探索。该团队制备的木质素基TPE材料性能优异，结果发表在ACS Sustainable Chem上。英语[2]。针对热塑性弹性体存在的问题，邱教授团队制备了以龙力木质素为塑料相，非极性聚乙烯弹性体POE为橡胶相的木质素基热塑性弹性体复合材料(图1)。通过在木质素与POE相界面构建仿生能量牺牲键，有效促进了木质素颗粒在POE中的分散，平均粒径从3微米降至300 nm，界面相容性得到改善。平均界面力从228 mN/m提高到425 mN/m，复合材料的拉伸强度和断裂韧性比没有能量牺牲键的分别提高了60%和80%[2，3]，实现了木质素对非极性聚烯烃材料的作用。多级微相分离和动态能量牺牲键是复合材料强度和韧性同时提高的原因。所得木质素基热塑性弹性体复合材料的性能可以满足现有大多数TPE材料的使用要求[3]。

聚氨酯弹性体具有良好的拉伸强度、撕裂强度、抗冲击性、耐磨性、耐候性、耐水解性、耐油性等优点。主要用作涂层材料(如保护软管、垫圈、轮胎、滚筒、齿轮、管道等。)，绝缘体，鞋底，实心轮胎。邱教授团队利用改性木质素作为大分子硬段在聚氨酯弹性泡沫中构建动态氢键，可明显提高聚氨酯弹性泡沫的强度和弹性[4]；同时，在木质素与NBR的相界面引入少量金属配位键，可以大大提高橡胶的强度和韧性。木质素替代50%炭黑填料后，力学性能和高温耐油性明显优于纯炭黑填充橡胶[5]，为木质素的高值化应用奠定了良好的理论和应用基础。

东龙力生物科技股份有限公司(简称龙力生物，股票代码：002604)成立于2001年6月。公司是一家以玉米芯和玉米为原料，采用现代生物工程技术生产功能糖、淀粉和淀粉糖产品，回收生产功能糖过程中产生的玉米芯废渣，生产第二代燃料乙醇等新能源产品和木质素等高分子材料产品的生物质综合利用企业。

龙力生物利用玉米芯生产功能糖的残渣制备木质素。生产工艺条件温和，无高温、高压、强酸、强碱等高强度伤害。并且保留了天然的聚合物结构。所得木质素具有较高的分子量和羟值。温和的工艺条件决定了该方法制备的木质素具有良好的性能和丰富的羟基结构，可以与异氰酸酯反应制备聚氨酯。也可替代多元醇，在聚氨酯制品中用量为5-50%，可用于制备附加值更高的工程塑料，还可加工成泡沫材料、涂料、粘合剂等。此外，木质素还可以作为聚氨酯产品中的添加剂，提高产品的综合性能。

龙力生物生产的酶解木质素主要性能指标见表1。木质素含量大于90%，糖含量小于1%，活性酚羟基含量不低于10%。通过酶解木质素与异氰酸酯的反应可以增加木质素的相容性。

至于木质素在聚氨酯产品中的应用，不仅可以替代一些资源短缺的石化产品，而且有助于生物质原料的酶解，提高经济效益，为丰富的生物质资源的综合利用做出重大贡献。

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