[发明专利]含有木素衍生物的粘合剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及从木素纤维原料回收的天然木素衍生物，及其工业应用。更特别地，本发明涉及使用天然木素衍生物的组合物、用途和方法。

背景技术

天然木素是包括所有植物生物质的完整成分的天然存在的无定形复杂交联有机大分子。不同的结构单元（例如，苯基丙烷单元）不以任何有规律的顺序彼此相连，在此意义上木素的化学结构是不规则的。已知天然木素包含许多两种被不同程度甲氧基化的一元木素醇（monolignol）单体（反式-松柏醇和反式-芥子醇）以及第三种非甲氧基化的一元木素醇（反式-对-香豆醇）。这些一元木素醇的各种结合物包括三个苯丙素（phenylpropanoid）结构的结构嵌段，即分别为愈创木基一元木素醇、丁香基一元木素醇和对羟苯基一元木素醇，所述苯丙素结构的结构嵌段通过特定连接而聚合形成天然木素大分子。

在制浆过程中从木素纤维生物质提取天然木素通常导致木素碎裂为许多不规则组分的混合物。此外，木素片段可与制浆过程中使用的任何化学品反应。因此，所产生的木素部分可以被称为木素衍生物和/或工业木质素。由于难以说明和表征这种分子的复杂混合物，木素衍生物通常按照所使用的木素纤维植物材料以及它们由木素纤维植物材料产生和回收的方法来描述，即硬木木素、软木木素、和一年生纤维木素。

天然木素在制浆过程中部分解聚为木素片段，该木素片段在制浆液中溶解且随后从纤维素纸浆中分离。根据制浆方法，含有木素和多糖片段，以及其他提取物的后制浆液通常被称为“黑液”或“废液”。这种浆液通常被认为是副产物，除了回收蒸煮化学品之外，常规的做法是燃烧所述浆液以回收一些能量值。然而，也可以从这些浆液中沉淀和/或回收木素衍生物。用于从其他木素纤维素成分中分离纤维素纸浆的各类制浆方法产生在物理-化学、生物化学和结构性能方面非常不同的木素衍生物。

考虑到木素衍生物可由可再生生物质源得到，对于在某些工业方法中使用这些衍生物投入了关注。例如，US5,173,527推荐在酚醛树脂中使用木素-纤维材料。由于木素的自由基清除性能，A.Gregorova等人推荐在聚丙烯中使用木素（A.Gregorova等人，Radical scavengingcapacity of lignin and its effect on processing stabilization of virgin andrecycled polypropylene,Journal of Applied Polymer Scienc e 106-3(2007)第1626-1631页）。

然而，经提取的木素衍生物——特别是在纸浆和纸张制造中所采用的传统制浆方法中所分离的那些——的大规模商业应用由于，例如，它们化学和功能特性的不相容性而受到限制。该不相容性可能是，例如由于原料供给以及具体的提取/产生/回收条件的变化。这些问题由于通过各种提取方法得到的木素衍生物分子结构的复杂性以及对经回收的木素衍生物的结构一致性和完整性进行可靠的常规分析的难度而进一步复杂化。尽管如此仍继续努力在商业规模上使用木素衍生物。