木质素正在寻找新的高价值、低碳的方式来取代化石化学物质

斯道拉恩索公司的战略是成为可再生材料公司,在开发新质量的硫酸盐木质素方面处于领先地位。在广泛的应用中,这种可再生的原材料有很大的潜力替代不太环保的聚合物。

木质素(Lignin)是将木材中的纤维素纤维粘合在一起的“粘合剂”,它的名字来自拉丁词lignum,不出所料,这个词的意思是“木头”。根据种类的不同,木质素约占木材干质量的25%至35%,是地球上含量第二多的有机聚合物,仅次于纤维素本身。

纸浆和造纸商当然非常熟悉木质素,因为它是一种复杂的交联酚醛聚合物,必须在制浆过程中从木材中去除,同时保留完整的纤维素纤维用于造纸。直到今天,几乎所有在制浆过程中分离出来的木质素都被用作非化石基燃料,在回收锅炉中燃烧,产生蒸汽,为工厂生产过程和当地社区提供动力。然而,科学家们一直对木质素更有兴趣,希望能找到更有利可图的用途。

现在,基于几乎同时出现的几种驱动因素,为木质素寻找更广泛商业用途的活动速度正在迅速加快。也许最大的推动力是消费者和当局对传统塑料材料越来越排斥。反过来,这是由于石油衍生塑料的几个负面特征,包括它们对日益减少的化石储量的依赖,大量CO2足迹和缺乏生物降解性。

提取木质素,由斯道拉恩索首创

在为可再生低碳木质素寻找更多用途的技术和商业开发方面,瑞典-芬兰合资企业斯道拉恩索(Stora Enso)是世界领先企业。该公司还享有世界上最古老的制造企业之一的殊荣,其根源可追溯到1288年瑞典的铜矿开采。

作为世界上最大、最现代化的生物材料公司之一,斯道拉恩索公司决定投资Valmet公司的一个工业规模的木质素生产工厂LignoBoostR,该工厂于2015年底启动。该生产线位于芬兰的苏尼拉(Sunila)工厂,每年可生产5万吨品牌提取木质素LineoTM斯道拉·恩索的作品成为世界上最大的石油生产国。美国的多姆塔尔(Domtar)排名第二,每年生产2.5万吨木质素。

许多有前途的用途,如电池、粘合剂和碳纤维

斯道拉恩索正在研究自己的想法,从木质素中开发产品,并将其作为原材料交付其他公司加工,以供自己使用。在许多有前途和增长的领域中,它的目标是能源储存、粘合剂和碳纤维。

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“我们相信,从长远来看,对木质素的需求会很旺盛,我们很高兴看到世界上有更多的木质素生产商,”David Almqvist说。

例如,在锂离子电池中,合成石墨这种不可再生材料可以被木质素衍生的碳基负极材料所取代。作为粘合剂和粘合剂,木质素可以替代各种石油衍生化合物。对于快速增长的碳纤维市场,它可以取代PAN(聚丙烯腈),一种油基原料。

他解释说,人们对潜在想法的兴趣和流动水平非常显著大卫Almqvist斯道拉恩索生物材料部门负责新兴业务的副总裁。“我们看到各行各业对木质素的兴趣越来越大。你几乎可以说出任何一个部门的名字,他们一直在联系,我认为这是因为看到如此多功能的新型生物基材料变得可用是非常罕见的。”

木质素正在寻找新的高价值、低碳的方式来取代化石化学物质。

高兴趣是一个迹象,表明转折点可能即将到来

当然,Almqvist说,斯道拉恩索正在积极接触那些它认为木质素有最佳机会的地区的客户和公司。市场的吸引力也非常令人印象深刻,从他看到的许多对斯道拉恩索的各种询问和想法就可以看出这一点。很明显,关键的驱动因素是LineoTM是一种生物基材料。

Almqvist说:“各行各业的许多公司都有向生物产品发展的战略计划,并且愿意为它们支付更高的价格。”“因此,近年来人们对木质素产品的认识和兴趣显著增加,因为他们希望在其产品中包括所有或至少部分生物基成分。而且大家都知道,碳中和的成本可能会高一些。”

这并不意味着实现从化石到无化石的转变是一项简单的任务。“当然,随着一种全新的化学物质进入传统工业,意味着要充分利用这种生物基替代材料的化学成分,需要一定的学习曲线。我们现在看到越来越多的人对此感兴趣,接受度也比以前高了。”

新的投资是一张巨大的信任票

作为LineoTM随着业务的稳步发展,斯道拉恩索刚刚决定在苏尼拉增加一个造粒和包装厂,使包装和搬运更容易。新的包装线将于2022年初开始。这笔最新的投资是一张明确的信任票,显示了斯道拉恩索对木质素未来的坚定信念,这一点在该公司首席执行官最近的评论中得到了强调Annica Bresky

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斯道拉恩索的木质素提升工厂位于芬兰的苏尼拉,每年可生产5万吨木质素。

Bresky表示:“木质素是我们在能源储存、粘合剂和碳纤维等新应用领域实现增长的关键创新领域之一。”“作为世界上最大的木质素生产商,我们正在投资这个造粒和包装工厂,以降低包装和运输成本,同时使木质素颗粒更容易为我们的客户处理。”

时机决定一切,未来令人兴奋

考虑到世界各地对塑料问题的认识日益提高,以及寻找可再生成分来取代它们,斯道拉恩索在木质素领域的时机再好不过了。Almqvist表示同意。

斯道拉恩索在瑞典斯德哥尔摩有一个创新中心,那里有一百多人正在研究用生物材料可以制造出什么样的新产品。我们制造100%生物基材料的能力是非常独特的,我们有信心,今天任何由化石材料制成的东西明天都可以由木材制成。”

“说到木质素的未来,虽然我们在过去三四年中已经取得了很大进展,但我们认为未来三到四年将会更加令人兴奋。我们相信从长远来看,对木质素的需求会很旺盛,我们很高兴看到世界上有更多的木质素生产商。我们认为这是一场针对化石材料的斗争,而不是在纸浆和造纸行业内部。木质素的市场非常大,我们所有人都有机会参与进来。”

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图片Stora Enso, patrick Lindén, Magnus Glans

斯道拉恩索的新型生物基粘合剂

2021年5月,斯道拉恩索推出了基于木质素的最新创新产品——斯道拉恩索的NeoLigno®。NeoLigno是一种完全生物基的粘合剂系统,不含甲醛和异氰酸酯,因此,提供更健康的室内和工作环境。这种新型粘结剂展示了木质素的独特性能和潜力。

NeoLigno是一种生物基础的高性能替代品,适用于目前使用化石基粘合剂或危险化学品的行业。Neo-Ligno最初的应用目标是用于建筑和建筑行业的刨花板和绝缘材料。

木质素的提取

LignoBoost®允许纸浆厂提取木质素,并在广泛的盈利业务中出售。

苏尼拉充分利用木质素

Stora Enso的Sunila Mill使用Valmet的LignoBoostTM技术生产硫酸盐木质素。2018年,斯道拉恩索推出了他们的干木质素产品LineoTM,这是化石基材料的绝佳替代品。