Лигносульфонаты , или сульфированный лигнин , представляют собой водорастворимые анионные полиэлектролитные полимеры : они являются побочными продуктами производства древесной массы с использованием сульфитной варки . [1]
Большая часть делигнификации при сульфитной варке включает кислотное расщепление эфирных связей, которые соединяют многие составляющие лигнина . [2] Электрофильные карбокатионы , образующиеся при расщеплении эфира, реагируют с ионами бисульфита (HSO 3 - ) с образованием сульфонатов.
Первичным участком расщепления эфира является α-углерод (атом углерода, присоединенный к ароматическому кольцу) пропильной (линейной трехуглеродной) боковой цепи. Следующие структуры не определяют структуру, поскольку лигнин и его производные представляют собой сложные смеси: цель состоит в том, чтобы дать общее представление о структуре лигносульфонатов. Группы R 1 и R 2 могут быть самыми разнообразными группами, присутствующими в структуре лигнина. Сульфирование происходит на боковых цепях, а не на ароматическом кольце, как в п-толуолсульфокислоте .
Лигносульфонаты имеют очень широкий диапазон молекулярной массы (они очень полидисперсны ). Для лигносульфонатов хвойной древесины указан диапазон от 1000 до 140 000 дальтон, а для лиственных пород указаны более низкие значения . [1]
Лигносульфонаты выделяют из отработанных варочных жидкостей (красный или коричневый щелок) сульфитной варки. Ультрафильтрацию также можно использовать для отделения лигносульфонатов от отработанной варочной жидкости. [1] Доступен список номеров CAS для различных солей металлов лигносульфоната. [3]
Наиболее широко лигносульфонаты используются в качестве пластификаторов при производстве бетона [1] , где они позволяют производить бетон с меньшим количеством воды (что дает более прочный бетон), сохраняя при этом способность бетона течь. Лигносульфонаты также используются при производстве цемента , где они действуют как мелющие добавки на цементной мельнице и как дефлокулянт сырьевой смеси ( что снижает вязкость суспензии ).