综述：生物基木质纤维素——绿色木质素在弹性体材料中的作用

（编辑推荐）本综述系统阐述了木质素（lignin）作为可再生生物质资源在弹性体材料中的三大高值化应用方向：填料型橡胶/木质素复合材料（rubber/lignin composites）、硬段型木质素基弹性体（lignin-based elastomers）及单体衍生型弹性体（lignin-derived monomers），并针对其溶解性差、易团聚等挑战提出改性策略，为开发生物基可持续材料提供新思路。

　　

Introduction of lignin
木质素占木质纤维素生物量的18-35%，是植物骨架结构和水分运输的关键组分。这种芳香族杂聚物由三种苯丙烷单体（对香豆醇、松柏醇和芥子醇）通过碳-碳键和醚键交联形成复杂网络结构。其丰富的甲氧基、酚羟基和共轭体系赋予其紫外吸收、抗氧化和抗菌特性，但强极性和氢键作用也导致溶解困难、易团聚等问题，制约其在弹性体中的应用。

Rubber/lignin composites
作为填料时，木质素可部分或完全替代炭黑（carbon black）增强天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）和丁腈橡胶（NBR）。其苯环结构和氢键网络能显著提升基体强度，而酚羟基可协同捕获自由基，使复合材料兼具机械性能和功能特性（如抗紫外、抗菌）。但需通过表面改性解决其与橡胶基体的相容性问题。

Lignin-based elastomers
通过羟基位点衍生化（磷酸化、羟甲基化等），木质素可作为硬段替代石油基多元醇合成聚氨酯（PU）、聚酯等弹性体。例如，木质素基热塑性弹性体可提高材料玻璃化转变温度（T_g），而环氧改性木质素能增强聚氨酯的拉伸强度（>20 MPa）和断裂伸长率（>400%）。

Small molecules derived from lignin
热解、氧化等降解可将木质素转化为香草醛（Vanillin）、丁香酚（Eugenol）等小分子单体。这些结构简单的衍生物能通过聚合制备可回收弹性体，规避木质素自身加工难题。例如，基于香草醛的动态共价网络弹性体展现出自修复性和形状记忆效应。

Conclusion and Discussion
当前木质素在弹性体中的应用仍面临改性步骤复杂、机械性能不足等挑战。未来需开发绿色高效的改性工艺，并探索其在智能人工肌肉、光热转换生物电子等新兴领域的潜力，推动可再生资源的高值化利用。