综述：木质素及木质素衍生树脂在可持续沥青路面中的应用研究综述

【编辑推荐】本文系统综述了木质素（Lignin）这一碳中性生物聚合物在沥青改性中的高值化应用，重点探讨其作为石油基替代品时提升沥青抗变形（增强≥20%）和抗老化性能的机制，并解析木质素衍生树脂（如PU、PF）与SBS改性沥青相当的流变特性。通过生命周期评价（LCA）评估环境效益，为可持续路面工程提供理论支撑。

　　

木质素组成与提取方法

木质素作为植物细胞壁三大结构组分之一，其来源（针叶木/阔叶木/草本）差异导致结构单元、分子量分布及官能团类型显著不同。工业提取主要通过硫酸盐法（Kraft）和亚硫酸盐法，但会破坏天然结构，需通过物理（球磨）、化学（羟甲基化）或生物法（酶解）提升反应活性。

化学改性及树脂合成

针对工业木质素反应位点不足的问题，通过环氧化、胺化等修饰酚羟基，可合成聚氨酯（PU）、环氧树脂等高性能衍生材料。例如，木质素基环氧树脂的氧阻隔性能较石油基提升35%，但需解决与沥青的极性差异导致的相分离问题。

沥青改性应用

木质素与沥青的芳香环结构相似性使其兼具填充剂和抗氧化剂功能。掺入15%碱木质素可使沥青PG等级拓宽至76-22，但需添加相容剂（如马来酸酐）抑制团聚。衍生树脂改性沥青的针入度指数（PI）达+2.1，与SBS改性沥青（+2.3）相当。

环境与未来展望

LCA显示木质素沥青可减少CO₂排放18.7吨/公里。未来需优化提取纯度（现仅1-2%回收率）、开发定向解聚技术，并建立木质素-树脂-沥青多尺度性能预测模型。

结论

木质素衍生物在提升沥青耐久性（抗车辙↑40%）和可持续性方面潜力巨大，但需解决来源复杂性、改性工艺标准化等产业转化瓶颈。通过分子设计实现高替代率（目标30%）将是下一阶段研究重点。