木质素分级方式及其对产品性能的影响

王冠华 陈洪章

（中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室，北京 100190）

木质素分级方式及其对产品性能的影响

王冠华 陈洪章

（中国科学院过程工程研究所生物质炼制工程北京市重点实验室，北京 100190）

王冠华，中国科学院过程工程研究所，博士研究生，从事生物质工程的研究工作。

E-mail:ghwang@tust.edu.cn

木质素分子量的多分散性导致其结构性能不均一，引起产品性能不稳定，降低产品的应用价值。而利用分级的方法，以分子量为尺度分级制取反应活性及应用性能相似的木质素，是解决上述问题的有效手段。文章介绍了基于分子量多分散性的木质素分级方式及其对木质素产品性能的影响，利用分级方式获得不同分子量范围的木质素，对比分析不同木质素分级方式获得木质素结构与产品性能，依据各级分木质素特点和性能有针对性地加以利用，为不同提取方式和产品性能要求下木质素的分级及后续产品开发提供指导，促进木质素产品稳定化和高值化发展。

木质素是木质纤维素原料三大组成成分之一，广泛存在于陆生维管植物中。就其总量而言，估计全球每年由植物生长可产生200亿吨木质素。一般认为木质素填充在胞间层和细胞壁构架内，从而提高细胞壁的硬度，增强细胞的机械支持力。由于与其他两种聚糖在化学结构的本质差别，木质素无法经过解聚进入糖平台，因此在木质纤维素炼制路线中，木质素的开发利用往往不如纤维素和半纤维素那样被人们所重视。然而木质素在木质纤维素原料中，其质量含量多达30%，而能量含量更高达40%左右，如果无法实现这部分的利用，就无从谈起木质纤维素的生物炼制。

木质素属于天然的高分子化合物，是苯丙烷结构单体通过缩聚形成的聚合物。由于聚合度的差异，木质素的分子量会显现出一定的多分散性。木质素多分散性主要来自三个方面，一个是天然木质素本身就存在的多分散性，另外两个分别是预处理过程和分离过程中形成的多分散性。首先，木质素在细胞壁上聚合的过程中，一旦形成自由基以后，就不受酶的控制，自由基之间发生任意结合，逐步高分子化。木质素的这种极为独特的生物合成过程，使得木质素本身的分子量就存在较大的分散性。其次，由于木质素复杂的单体聚合方式，使其在预处理和分离过程中的高温酸碱环境下，结合键的断裂不均一，进而导致分离的木质素分子量存在较大的差异。另外，不同的预处理和分离条件也可能导致木质素解聚/缩合反应的程度发生变化，导致其多分散性的增加。表1标示出不同来源以及不同分离步骤获得木质素的分子量分布，可以发现，所有的木质素样品都存在明显的多分散性，其中木质素磺酸盐的分子量相对于碱性条件下分离的木质素分子量要高。

木质素分子量的多分散性导致不同相对分子量的木质素结构性能不均一，而这种分子量依赖性的结构性能变化，往往对于木质素的后续应用产生较大的影响。对于木质素这种结构复杂、分子量分散度高的天然大分子化合物，在不考虑分子量的影响下直接利用，极易由于其分子量的差异而导致后续应用中产品质量不稳定。而利用分级的方法，以分子量为尺度分级制取反应活性及应用性能相似的木质素，是解决木质素多分散性最直接的办法。木质素分级相对于木质素缩合和解聚来说，其优点主要有两个：①能够同时获得大分子量木质素以及小分子量木质素，进而分别利用；②分级一般都是条件比较温和的物理操作，与解聚或者缩合不同，不需要经过复杂而且条件苛刻的化学或热化学催化过程。根据各个不同分子量级分的特点和性能有针对性地加以利用，是木质素产品走向稳定化、高值化的必然趋势。

1 木质素分级方式

表1 不同来源木质素的分子量分布及多分散性

Laurichesse S, Avérous L. Chemical modification of lignins: towards biobased polymers. Progress in Polymer Science, 2014, 39: 1266-1290.

Holladay J E, Bozell J F, White J, et al. Top value-added chemicals from biomass-volume II-results of screening for potential candidates from biorefinery lignin biomass fuels, 2007.

Ragauskas A J, Beckham G T, Biddy M J, et al. Lignin valorization: improving lignin processing in the biorefinery. Science, 2014, 344(6185): 1246843.

Chen H. Lignocellulose biorefinery engineering. London: Woodhead Publishing, 2015.

蒋挺大. 木质素. 北京: 化学工业出版社, 2001.

Asikkala J, Tamminen T, Argyropoulos D S. Accurate and reproducible determination of lignin molar mass by acetobromination. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(36): 8968-8973.

Fredheim G E, Braaten S M, Christensen B E. Molecular weight determination of lignosulfonates by size-exclusion chromatography and multi-angle laser light scattering. Journal of Chromatography A, 2002, 942(1-2): 191-199.

Braaten S M, Christensen B E, Fredheim G E. Comparison of molecular weight and molecular weight distributions of softwood and hardwood lignosulfonates. Journal of Wood Chemistry and Technology, 2003, 23(2): 197-215.

Wörmeyer K, Ingram T, Saake B, et al. Comparison of different pretreatment methods for lignocellulosic materials. Part II: Influence of pretreatment on the properties of rye straw lignin. Bioresource Technology, 2011, 102(5): 4157-4164.

木质素的分级是将多分散性的木质素，通过一定的方式分成分子量不同的多分散性较低的木质素级分，目前主要的方法有膜过滤分级、梯度沉淀分级、逐级溶解分级等。理论上分级有两个目的，一是仅仅用于对木质素的分析；二是获得性能更加优异的级分，促进其工业化利用。对于第一个目的，研究较多的是有机溶剂溶解分级，用到的有机溶剂较多，有二氯甲烷、正丙醇、乙醇、甲醇和二氧六环等。

Wallberg O, Jönsson A-S, Wimmerstedt R. Fractionation and concentration of kraft black liquor lignin with ultrafiltration. Desalination, 2003, 154(2): 187-199.

Jönsson A-S, Wallberg O. Cost estimates of kraft lignin recovery by ultrafiltration. Desalination, 2009, 237(1): 254-267.

王冠华. 汽爆秸秆木质素分级及其材料的制备. 北京:中国科学院大学, 2015.

Wang G, Chen H. Fractionation of alkaliextracted lignin from steam-exploded stalk by gradient acid precipitation. Separation and Purification Technology, 2013, 105: 98-105.

Mörck R, Yoshida H, Kringstad K, et al. Fractionation of kraft lignin by successive extraction with organic-solvents. 1. functionalgroups C-13-Nmr-spectra and molecular-weight distributions. Holzforschung, 1986, 40: 51-60.

Yoshida H, Mörck R, Kringstad K P, et al. Fractionation of kraft lignin by successive extraction with organic solvents. II. thermal properties of kraft lignin fractions. Holzforschung-International Journal of the Biology, Chemistry, Physics and Technology of Wood, 1987, 41(3): 171-176.

Wang G, Chen H. Fractionation and characterization of lignin from steam-exploded corn stalk by sequential dissolution in ethanol–water solvent. Separation and Purification Technology, 2013, 120: 402-409.

陈洪章, 赵军英, 王冠华. 一种红液中木质素磺酸盐分级分离高值转化的方法. CN102516559A. 2012-06-27.

Duval A, Lawoko M. A review on ligninbased polymeric, micro-and nano-structured materials. Reactive and Functional Polymers, 2014, 85: 78-96.

1.1 膜分级

膜过滤是一个可行的工业木质素分级方法。随着目前耐碱性膜及高通量膜的应用，大规模地利用不同分子量的超滤膜过滤分级木质素已经能够实现。Wallberg和Jönsson通过超滤膜分级和浓缩硫酸盐制浆废液中的木质素，发现超滤膜可以有效去除废液中无机盐，提高木质素的纯度，木质素纯度从超滤前的36%提高至78%。之后，他们还对超滤膜分离硫酸盐木质素的经济性进行了评估，认为从硫酸盐废液中回收木质素的耗费大约是60欧元/吨，而从蒸发工段获得的木质素其膜浓缩的耗费较低，约33欧元/吨。笔者课题组利用截留分子量为20 000Da、10 000Da、6000Da的超滤膜分级汽爆秸秆碱提取木质素，获得分子量逐渐降低的4个木质素级分。对不同分子量木质素提取液表征，结果显示，经超滤后木质素浓度增加，同时无机盐含量降低、纯度提高。目前，工业化的木质素分级主要是膜分级，但膜分级需要考虑膜材料的适用条件，同时膜的设备成本较高，也限制了膜分级木质素的应用范围。

1.2 沉淀分级

沉淀分级是聚合物分级比较常用的方法，即在聚合物溶剂体系中，通过加入沉淀剂或降温的方式将高分子溶液分离成两相，经过相分离，可以从稀相中获得一个溶解度较好的级分。反复此过程多次，可以得到一系列分子量从大到小的聚合物级分。对于溶解在不同溶液中的木质素样品，如硫酸盐木质素、碱木质素可以通过添加酸的方式沉淀分级木质素，而乙醇溶液中的Alcell木质素则可用水作为沉淀剂分级。一般是大分子量木质素相对于小分子量木质素先沉淀出来。笔者课题组根据不同分子量木质素酸析过程的差异，建立了梯度酸析分级方法，获得4个分子量逐渐降低的木质素级分。同时，通过对酸析过程形成的木质素胶体的粒径及Zeta电位分析发现，大分子量木质素形成的胶体粒径大，表面负电荷较少，更容易沉淀下来。

1.3 溶解分级

Mörck和Yoshida早在1986年开始研究有机溶剂溶解分级硫酸盐木质素，他们利用二氯甲烷和甲醇两种溶剂分离出3个分子量不同的木质素级分，并对3个级分进行了一系列的表征，包括13C核磁、热重分析，以及功能基团。后来应用于分级的有机溶剂扩展到了二氧六环、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、丙醇等，而木质素的种类也扩展到碱木质素和有机溶剂木质素等其他工业木质素。该方法能够逐级溶解出分子量存在一定差异的木质素级分，进而对这些级分的结构、基团进行表征，以获得不同分子量木质素性能差异的信息。多种溶剂分级方式对于木质素的分析具有一定的指导作用。然而，分级过程中所用的分级试剂较为复杂及昂贵，导致分级费用较高。笔者课题组利用95%和80%乙醇溶液逐级溶解木质素分级，获得3种分子量逐渐增加的木质素级分。木质素中的多糖杂质在乙醇溶液中溶解度较低，通过乙醇溶液可降低小分子木质素级分的糖含量，进一步提高其纯度。同时，由于小分子木质素级分中酚酸类物质含量较高，有利于提高木质素产品的抑菌及抗氧化活性。

1.4 不同分级方式对比

表2标示出膜分级、传统多溶剂溶解分级，以及笔者课题组提出的梯度酸析分级和乙醇溶解分级的对比。从分级的角度上看，膜分级是严格按照分子量大小分级，而其他3种分级方式除了与分子量有关，还与木质素的极性及活性基团含量有关。因此，分级获得的产品除了在分子量上的差异外，更主要的是活性基团也存在明显的不同。在木质素的后续应用中，可以根据其活性基团的差异选择较好的应用方式。如可以采用酚羟基含量较高的木质素级分作为苯酚的替代制备酚醛树脂，也可以采用醇羟基含量较高的木质素级分作为聚醚多元醇与多异氰酸酯反应制备聚氨酯。

相对来说，膜分级适合于木质素的液体样品，但是需要考虑膜的pH要求范围，对于非耐碱膜在分离硫酸盐或者碱木质素时，就要先调整木质素溶液的pH值。梯度酸析利用的是碱溶性的木质素在酸性体系中可以沉淀分级，因而适合碱性木质素的溶液样品。乙醇溶解分级与传统的多溶剂溶解分级类似，适合于木质素的固体样品。从分级木质素的纯度上看，膜分级可以达到明显的脱盐浓缩效果，也能够除去一些小分子寡糖或单糖，而梯度酸析主要是除去水溶性的多糖和无机盐。相对来说，乙醇溶解分级和多溶剂溶解分级可以脱去多糖，除糖纯化的效果较为明显。

膜分级工业化成熟，对于酸性制浆废液，能够回收半纤维素在酸性条件下降解的小分子寡糖或单糖，对木质素产品的升级有较大的帮助。梯度酸析分级主要应用于碱性制浆获得的木质素溶液，能够脱除木质素提取过程中加入的大量碱，获得相对纯净的不同分子量木质素固体样品，有利于木质素的后续应用。乙醇溶解分级能够获得活性和纯度优异的木质素级分，但考虑到乙醇回收费用，这种分级方式成本相对较高，适用于对木质素原料要求较高的利用，如高端染料分散剂或者电极中的阴极泥保护剂。传统的多溶剂溶解分级由于用到溶剂复杂且毒性大，分级费用高，仅适合于实验室分析。因此，木质素分级方式的选择不仅与木质素的提取方式和状态有关，更重要的是与木质素的后续应用对其纯度、活性以及分散度的要求有关，应从木质素综合利用以及成本的角度上判断哪一种分级方式最佳。

表2 不同木质素分级方式的对比

Yang D, Qiu X, Zhou M, et al. Properties of sodium lignosulfonate as dispersant of coal water slurry. Energy Conversion and Management, 2007, 48(9): 2433-2438.

郑大锋, 邱学青, 楼宏铭, 等. 不同相对分子质量木质素磺酸钙在盾构砂浆中的应用. 化工学报, 2007, 58(9): 2382-2387.

Forss K G, Fuhrmann A. Finnish plywood, particleboard, and fiberboard made with a ligninbase adhesive. Forest Products Journal, 1979, 29: 39-43.

Zhou H, Lou H, Yang D, et al. Lignosulfonate to enhance enzymatic saccharification of lignocelluloses: role of molecular weight and substrate lignin. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2013, 52(25): 8464-8470.

Dong D, Fricke A L. Intrinsic viscosity and the molecular weight of kraft lignin. Polymer, 1995, 36(10): 2075-2078.

冯玉. 静电纺丝法制备木质素纳米碳纤维的研究. 广州:华南理工大学, 2010.

Saito T, Perkins J H, Vautard F, et al. Methanol fractionation of softwood kraft lignin: impact on the lignin properties. ChemSusChem, 2014, 7(1): 221-228.

刘纲勇, 邱学青, 杨东杰. 不同分子量麦草碱木素性能及其对 LPF 胶性能的影响. 化工学报, 2008, 59(6): 1590-1594.

Yoshida H, Mörck R, Kringstad K P, et al. Kraft lignin in polyurethanes. II. effects of the molecular weight of kraft lignin on the properties of polyurethanes from a kraft lignin–polyether triol–polymeric MDI system. Journal of Applied Polymer Science, 1990, 40(11-12): 1819-1832.

2 木质素分级对其产品性能的影响

木质素产品根据木质素的水溶性可以分为水溶性木质素产品以及非水溶性木质素产品。水溶性木质素主要是具有磺酸基团的木质素磺酸盐，此类木质素的应用较为广泛，是目前工业木质素的最主要产品。非水溶性木质素的类型较多，包括传统制浆获得的Kraft木质素和碱木质素以及新兴的木质纤维素生物质生物炼制获得的木质素，包括酸/酶解木质素、有机溶剂木质素、汽爆木质素等，这类木质素不含磺酸基团，水溶性差，商业化应用受到一定的限制，但在实验和中试规模中，这类木质素产品的应用探索却是最为广泛的。

2.1 分级对水溶性木质素产品性能的影响

目前，木质素的商业应用主要来自水溶性的木质素磺酸盐。由于应用方向确定，对木质素性能的要求也比较明朗，所以对其分子量依赖性的结构性能差异研究也比较多。Yang等利用膜分级木质素，研究了分子量对木质素磺酸盐作为水煤浆添加剂效果的影响。研究发现，木质素磺酸盐的分散性与其吸附性能和Zeta电位有关。当木质素磺酸盐的分子量为10～50kDa时，其对煤粉的吸附性能较高同时形成的Zeta电位较低，因而形成的水煤浆具有较低的黏度。而当木质素磺酸盐被用作阴离子型高分子表面活性剂时，如邱学青等在研究木质素磺酸钙对TiO2颗粒的分散作用时发现，分子量为5～10 kDa的木质素磺酸钙中亲水基团质量分数最大，对TiO2颗粒的分散性能最好。Forss等利用木质素磺酸盐与酚醛树脂胶混合时发现，高分子量的木质素磺酸盐级分具有较好的交联性，提高了混合体系的应用性。Zhou等利用木质素磺酸盐作为分散剂用于木质纤维素的酶解糖化，研究发现，木质素磺酸盐能够促进纤维素的酶解糖化，随着木质素级分的分子量降低，其分散作用越强，酶解的效果越明显。

木质素磺酸盐的应用主要来自其两方面的性能，一是分散性，二是黏结吸附性。随着木质素磺酸盐分子量的降低，其水溶性活性基团（如磺酸基、酚羟基及羧基）的含量逐渐增加，因而其水溶液中形成的分散体系较为稳定，分散性能越高。相反，随着分子量的增加，其非极性的结构比例也就越大，对于一些水溶性差的物质，如煤炭、水泥、农药以及染料等，其吸附性能越强。因此，对于此类分散剂的应用，如水煤浆添加剂、水泥减水剂、农药分散剂、染料分散剂等，并不是越极端的分子量越好，而是能够兼顾分散性和吸附性的处于中间的某段分子量分布较好。但是，对于其他的应用，如果仅仅需要的是木质素黏结性，如作为胶黏剂助剂或是耐火砖的黏结材料，则分子量较大对于提高木质素产品的性能是有帮助的。

2.2 分级对非水溶性木质素产品性能的影响

对于其他非磺酸盐木质素，由于不存在磺酸基结构，水溶性较差，分级对于这类木质素产品性能的研究，主要集中在结构单元活性基团的差异，同时也有一些关于物理性能差异的报道。如Mörck等利用有机溶剂分级Kraft木质素，认为分子量越大的木质素其愈创木基的结构单元越多，同时其酚羟基等官能团的含量越低。他们的研究还表明，分子量越大的木质素，其热稳定性越大。而Dong和Fricke?通过对比不同分子量的Kraft木质素在DMF以及0.5mol/L NaOH溶液中的黏度时发现，随着分子量的增加，其溶液的黏度增加。

一般认为，分子量较大的木质素可纺性较好，因此在作为碳纤维原料上，相对于小分子木质素来说，大分子量木质素似乎是更好的选择。冯玉利用超滤分级获得不同分子量的碱木质素后进行静电纺丝，发现大分子量的木质素能够在质量浓度较低的情况下纺成纤维，同时具有较好的纤维结构。Saito等利用甲醇作为木质素的分级试剂，获得分子量较大的甲醇不溶木质素级分及分子量较小的甲醇溶木质素级分。通过对这两种级分的表征发现，随着分子量的增加，木质素的玻璃态转化温度及热解炭得率提高。因此，该文章进一步认为甲醇分级脱除小分子木质素后，可以有效提高木质素基活性炭的得率。刘纲勇等在研究木质素酚醛树脂胶的性能时发现，降低麦草碱木素多分散性可以提高胶黏强度。而Yoshida等研究发现，相对于大分子木质素，小分子木质素制备的聚氨酯材料具有较好的韧性。Arshanitsa等利用二氯甲烷、甲醇和甲醇/二氯甲烷混合溶剂逐级溶解分级木质素，并考察了不同级分木质素作为聚氨酯膜的抗氧化剂的性能差异，结果显示，不同级分的木质素抗氧化性存在明显差异，甲醇/二氯甲烷级分具有较高的抗氧化活性。

Arshanitsa A, Ponomarenko J, Dizhbite T, et al. Fractionation of technical lignins as a tool for improvement of their antioxidant properties. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 2013, 103: 78-85.

Mitsuhashi S, Kishimoto T, Uraki Y, et al. Low molecular weight lignin suppresses activation of NF-κB and HIV-1 promoter. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2008, 16(5): 2645-2650.

Yoshioka Y, Kojima H, Tamura A, et al. Lowmolecular-weight lignin-rich fraction in the extract of cultured Lentinula edodes mycelia attenuates carbon tetrachloride-induced toxicity in primary cultures of rat hepatocytes. Journal of Natural Medicines, 2012, 66(1): 185-191.

Barta K, Matson T D, Fettig M L, et al. Catalytic disassembly of an organosolv lignin via hydrogen transfer from supercritical methanol. Green Chemistry, 2010, 12(9): 1640-1647.

Cox B J, Ekerdt J G. Depolymerization of oak wood lignin under mild conditions using the acidic ionic liquid 1-H-3-methylimidazolium chloride as both solvent and catalyst. Bioresource Technology, 2012, 118: 584-588.

Cheng S, Yuan Z, Leitch M, et al. Highly efficient de-polymerization of organosolv lignin using a catalytic hydrothermal process and production of phenolic resins/adhesives with the depolymerized lignin as a substitute for phenol at a high substitution ratio. Industrial Crops and Products, 2013, 44: 315-322.

Brodin I, Sjöholm E, Gellerstedt G. Kraft lignin as feedstock for chemical products: the effects of membrane filtration. Holzforschung, 2009, 63(3): 290-297.

小分子木质素的生理活性也是研究的热点。Mitsuhashi等利用乙醚溶解分级高沸醇木质素，并考察了两个木质素级分对HIV-1基因表达以及NF-κB激活的影响。他们的研究表明，乙醚可溶的小分子高沸醇木质素级分（二聚体/三聚体）能够有效抑制NF-κB的激活和HIV-1基因的表达，因此文章认为小分子木质素有进一步开发为治疗AIDS和NF-κB相关疾病药物的潜力。另外，Yoshioka等在研究香菇（Lentinula edodes）提取物的肝脏保护作用时也发现小分子木质素能够减弱四氯化碳对小鼠肝细胞引起的毒性。对于木质素小分子来说，也有学者关注其作为替代酚类化合物的潜力。目前，已经有多种方式用于木质素的解聚以获得小分子芳香族化合物，包括热解、液化、氧化降解、加氢解聚。Cheng等通过催化水热处理有机溶剂木质素，发现该处理方法能够有效降解木质素，而这部分降解的木质素作为苯酚的替代制备酚醛树脂时，替代率高达75%。

3 木质素分级的应用现状及发展趋势

木质素是具有三维网状结构的大分子，利用其网状结构在空间上与纤维素和半纤维素相互缠绕在一起。木质素的这种存在方式导致其分离过程必须要将这种立体网状结构打碎，也就是使其解聚。木质素是由3种苯丙烷单体所组成的聚合物，解聚一般是这些单体结合键的断裂。然而，木质素单体间的连接方式极其复杂，导致在解聚分离的过程中，存在结合键的断裂不均一，因此分离解聚的木质素分子量存在较大差异，多分散性高。综上所述，不同分子量的木质素有不同方面的应用优势，因此通过分级的方式将多分散性较高的木质素分成分子量不同的多分散性较低的木质素级分，然后根据其性能优势分别转化利用，是增加木质素稳定性、进而提高产品性能的重要途径。

图1 不同分子量木质素的利用途径

对于不同分子量的木质素在应用领域上的差异，Bordin等在探索分子量对于硫酸盐木质素作为一些化学品原料来源的文章中指出，通过分级的方法获得不同分子量的木质素，大分子量木质素作为碳纤维或是胶黏剂的原料，小分子量木质素则作为一些芳香类或酚类化合物的来源。但遗憾的是，该文章并没有对木质素的这两个应用方向做出有指导意义的探索。根据笔者在分级木质素作为苯酚替代制备热固性酚醛树脂的应用研究发现，小分子量木质素具有较高酚羟基含量以及较强的与甲醛反应能力，同时制备的树脂黏度较低。因此作为制备热固性酚醛泡沫的原料时，小分子量木质素树脂黏度降低导致泡沫密度降低，同时由于反应活性较高，固化形成交联结构较多，泡沫力学性能提高，泡沫整体性能要高于大分子量木质素制备的泡沫。而当制备高木质素含量的酚醛胶黏剂时，由于部分木质素充当了填充剂，分子量差异引起的木质素活性变化对胶合强度的影响不明显。因此，基于不同分子量木质素制备酚醛树脂性能的差异，笔者提出了下面的木质素分级及后续产品开发的工艺流程（图1）。分级获得的大分子量木质素用于制备酚醛胶黏剂，而小分子量木质素则作为制备酚醛泡沫的原料，以进一步提高木质素后续产品性能。

4 总 结

木质素分子量的多分散性导致不同相对分子量的木质素结构性能不均一，而这种分子量依赖性的结构性能变化，往往对木质素的后续应用产生较大的影响。对于木质素这种结构复杂、分子量分散度高的天然大分子化合物，在不考虑分子量的影响下直接利用，极易由于其分子量的差异而导致后续应用中产品质量不稳定。而利用分级的方法，以分子量为尺度分级制取反应活性及应用性能相似的木质素，是解决木质素多分散性最直接的办法。根据各个不同分子量级分的特点和性能有针对性地加以利用，是木质素产品走向稳定化、高值化的必然趋势。在对木质素不同分级方式及各级分木质素性能研究的基础上，针对不同分子量木质素制备酚醛树脂性能上的差异，笔者提出分级获得的大分子量木质素用于制备酚醛胶黏剂，而小分子量木质素则作为制备酚醛泡沫的原料，进而提高木质素酚醛树脂的产品性能。

［本研究得到国家重点基础研究发展计划（“973”计划）（No. 2011CB707401）资助。］

10.3969/j.issn.1674-0319.2015.05.002