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Chem. Soc. Rev.:木质素聚合:朝向高性能材料

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2025-06-17


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木质纤维素生物质是生物经济可持续发展唯一足够可用的资源。在木质纤维素的主要成分中,由于工业过程中可获得大量木质素,木质素具有作为天然芳香族聚合物资源的巨大潜力。然而,木质素的商业应用仍然有限,并且仅占约2000万吨潜在利用量的一小部分,这些木质素可以很容易地从废纸浆液中分离并作为木质纤维素生物精炼厂的残余物获得。工业过程通常将木质素分解为具有高度浓缩的低分子量大分子的非均相混合物,这使得将它们开发成高性能材料具有挑战性。尽管经常被忽视,但这些所谓的工业木质素的一些主要局限性是它们的低摩尔质量和高分散性,这使得这些木质素的机械性能较差。木质素小碎片的聚合不仅有助于开发高性能、多功能先进材料,而且有助于完善木质素高分子化学的基础理论。

近日,天津科技大学Chuanling Si,Lin Dai,斯德哥尔摩大学Mika H. Sipponen介绍了木质素通过物理(聚集)、化学(扩链、交叉和嫁接)和生物(酶聚合)途径的聚合,评估了其应用,并讨论了高性能木质素高分子材料的发展前景。

 

文章要点

1作者对木质素衍生聚合物材料(树脂、纳米颗粒、纤维和凝胶,见图1)的策略和应用进行了全面的展望。其中有几篇关于“木质素聚合材料”主题的评论,其中大部分集中在木质素衍生的化学品、相关聚合物和应用上。在此基础上,关注于工业来源的木质素的聚合,目标是增加其分子量和通过聚集控制超分子材料制造的能力,从而提高其应用价值。

2此外,作者还阐明了木质素基聚合物材料在环境保护、生物医学和其他高价值应用方面的巨大潜力。

3作者还分析了木质素基聚合物材料的未来轨迹和潜在进展,以制造具有先进功能的高性能木质素基材料。

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参考文献

Li Yan, et al, Lignin polymerization: towards high-performance materials, Chem. Soc. Rev., 2025

DOI: 10.1039/d4cs01044b




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