木质素基刺激响应智能材料的研究进展

曾宪奎， 黄彩娟

（贵州大学 材料与冶金学院，贵州 贵阳 550025）

石油基聚合物的过度利用，造成石油资源枯竭问题与环境污染问题日益严峻，对于开发利用可再生聚合物是一个很有必要的举措[1-4]。木质素是自然界中仅次于纤维素的第二丰富的可再生天然聚合物[5]。据统计，每年造纸制浆黑液就产生5 000万吨左右木质素，但只有2%被高值化利用，其余作为低值化燃料燃烧[5]。同时新兴的纤维素乙醇工业也产生很多木质素[6]。木质素是产量最大的可再生芳香聚合物，因此实现木质素的高值化利用很有必要[7-9]。木质素结构上存在大量易于反应的活性基团，例如酚羟基、醇羟基和羧基等，为木质素的高值化利用提高了可能[7]。可根据活性基团和运用需求对木质素进行不同的改性或直接利用，制备出高性能的木质素基材料。木质素具有很多独特的特性，如抗氧化性[10-11]、抗菌性[12-13]、高硬度[14-15]、紫外吸收[16-17]和较高的成碳能力[18-19]，已经被运用于作为合成材料的绿色原料[13,20-24]、粘合剂[25-26]、分散剂[27-28]和阻燃剂[29-30]等。但随着对木质素研究的不断深入和对木质素基产品的需求的不断增加，功能化和智能化的木质素基材料越来越备受关注。

木质素结构多官能度，因此以木质素为基体，可以发生多个化学反应，接枝不同功能性基团；木质素是以苯丙烷为骨架的疏水性非极性基团和羧基等亲水性极性基团组成的天然多芳环大分子化合物，具有敏感的亲疏水转变特性，因此在刺激响应智能材料领域逐渐被开发研究。……