木质素是由苯基丙烷结构单元连接而成的芳香族高分子化合物，呈现立体网状结构。在酸法制浆过程中，木质素价键断裂生成木质素磺酸，和盐基离子发生磺化反应生成木质素磺酸盐。木质素网状大分子碎片化和低分子化,还有半纤维素及多聚糖和部分木质素缩合物，经磺化反应，在苯丙烷的侧链上引入磺酸基团，转化为木质素磺酸盐。WilltsJW等通过测定木质素磺酸盐的特性粘度和观察其电镜图谱得出，木质素磺酸盐分子大约由50个苯丙烷结构单元组成，近似三维球状网络结构，中心部位的木质素分子未磺化，外围的木质素分子已磺化，水解形成磺酸基的反离子双电层。
木质素磺酸盐具有苯丙烷衍生物疏水骨架，还含有酚羟基、醇羟基、羧基、羰基、磺酸基等官能团。羧基和磺酸基是絮凝功能团，其含硫量高达10%左右，有很好的水溶性和广泛的用途；酚羟基、醇羟基、羰基对高价金属离子具有鳌合作用；磺酸基和酚羟基能吸附在金属表面保护金属；酚醚结构具有稳定保护膜的作用。此外，木质素磺酸盐还具有吸附分散性、粘结性、流变性和胶体性质等表面物化特性，因而被广泛应用于多个领域。
由于木质素磺酸盐具有众多功能，已经形成多个系列产品，广泛应用于多个行业。本文简要介绍了木质素磺酸盐在多个领域的应用和系列代表产品，旨在为木质素磺酸盐的开发利用提供理论参考。
1在分散剂方面的应用
由于木质素磺酸盐含有酚羟基、醇羟基、羧基、磺酸基等官能团，在水溶液中，木质素磺酸盐具有较强的亲液性和电负性,可以形成阴离子基团。木质素磺酸盐阴离子基团吸附到颗粒上后,由于静电排斥作用,使得混合液更稳定。YousufM等研究得出，木质素磺酸盐阴离子基团的静电排斥和微小气泡的润滑作用共同产生木质素磺酸盐的吸附分散效果,而微小气泡的润滑起到主要作用。
1.1农药分散剂
木质素磺酸盐是农药中优良的分散剂和润湿剂。它本身的主要原料是从植物中分离提炼的，用于农作物不会带来反作用，是其他化学分散剂所不具备的。木质素磺酸盐应用于可湿性粉剂中，可迅速溶解于水，形成稳定的悬浮液。在喷雾施药过程中，由于木质素磺酸盐的强分散作用，药剂均匀分散在雾滴中。雾滴落于植物面叶茎，由于木质素磺酸盐的表面活性和成膜性，实现大面积覆盖，达到广泛均匀施药效果。
木质素农药分散剂NF-是以松木经亚硫酸盐法制浆蒸煮废液为原料，经化学改性而精制加工制成的木质素农药分散剂类产品。该产品可用在农药加工的可湿性粉剂中作为悬浮剂、填充剂和分散剂，热储性能良好，悬浮性能优良，润湿性好。
1.2染料分散剂
木质素磺酸盐是从天然植物中分离提纯的，所以被称为“绿色”化学产品。木质素磺酸盐对人体、动物无害，容易降解。国外木质素磺酸盐用作染料分散剂的比例远远大于国内，说明国内木质素磺酸盐用作染料分散剂的应用潜力很大。
在印染过程中，木质素磺酸钠在染料滤饼干燥前加入，防止颗粒絮聚，颗粒易于分离，同时具有一定的洗涤作用。形成的滤饼容易研磨，阻碍染浴中的染料沉淀，有利于色剂均匀分散到布匹中，最终实现均匀上色。
高性能染料分散剂UF系列是经过微滤、超滤、纳滤从天然植物中精细分级和提纯的高分子量木质素磺酸盐，结合自主研发的缩合工艺生产的高科技产品，产品天然、绿色、低碳、环保。高性能染料分散剂UF系列用于分散染料和还原染料加工，可用于染浴分散剂。该系列产品磺化度高，具有良好的研磨效果，使染料颗粒迅速变小；分子量高，具有优异的耐热稳定性，耐热温度可以达到℃；酚羟基适度，具有优良的高温分散稳定性，AATCC法检验为A/5级；产品纯高度，对纤维沾污轻；还原物低，对偶氮型染料还原性小；掺量可以是30～70%，达到分散效果，节约生产成本。
木质素磺酸钠分散剂M-9主要用于分散染料和还原染料的分散与填充，助磨效果好，分散性、热稳定性、高温分散稳定性好，对纤维沾污轻，对偶氮染料还原性小，无磷、无甲醛、无APEO、无喹啉、可生物降解。可用作酸性、活性染料填充剂。
木质素磺酸盐染料分散剂的产品较多，还有M-60、BF-等，根据木质素磺酸盐的盐基种类、分子量等不同，应用于不同的染料中。主要起到分散作用，有的产品还可作为填充剂，都具有无毒、无害、易生物降解特点。
2在钻井泥浆稀释剂方面的应用
木质素磺酸盐钻井泥浆稀释剂是品种最多的、用量最大的一类泥浆稀释剂。木质素磺酸盐的稀释效果取决于改性类型，一般分为单金属改性和混合金属改性两类。单金属改性的木质素磺酸盐包括钠、钙、铁、铬等，其中铬类木质素磺酸盐抗污染能力强,效果最佳。但是，铬类木质素磺酸盐会造成环境污染，在近海地区禁止使用铬木质素磺酸盐。
混合金属改性的木质素磺酸盐主要有铁铬木质素磺酸盐、钛和/或锆木质素磺酸盐、铁铬钾木质素磺酸盐等。其中，用量最大的是铁铬木质素磺酸盐，属于高温泥浆稀释剂，用以降低深井泥浆的粘度。钛和/或锆木质素磺酸盐是不加铬的木质素磺酸盐，避免造成环境污染，一般用在处于敏感环境的钻井。
2.1单金属改性木质素磺酸盐
2.1.1铬木质素磺酸盐
铬木质素磺酸盐属于单金属改性木质素磺酸盐，是利用亚硫酸法木浆废液或木质素磺酸钙、木质素磺酸钠等为主体原料，经氧化、络合等一系列反应而成。产品外观为棕褐色粉末，易溶于水，水溶液呈弱酸性。与铁铬木质素磺酸盐相比，铬木质素磺酸盐分子量更适合钻井泥浆的降粘工艺。铬木质素磺酸盐要求铁含量低，避免铁离子对油井污染。
铬木质素磺酸盐有降失水作用和稀释作用，还有抗盐、抗高温、配伍性好的特点，是一种抗盐、抗钙和抗高温能力强的稀释剂。产品广泛应用于淡水、海水、饱和盐水泥浆、各种钙处理泥浆和超深井泥浆，具有稳定井壁和使泥浆降粘、降切作用。
加入铬木质素磺酸盐的泥浆在～℃下16h性能不变；2％盐水泥浆性能优于铁铬木质素磺酸盐；具有较强的抗电解质能力，适用于各种泥浆。
2.1.2无铬木质素磺酸盐
无铬木质素磺酸盐是一种木质素磺酸盐类钻井泥浆稀释剂，兼有降失水作用，具有耐高温、无毒、配伍性强等特性，适用于各种泥浆体系。无铬木质素磺酸盐降低泥浆滤失效果显著，用于淡水泥浆的稀释性能优于盐水泥浆，可与其它类型泥浆处理剂配伍使用。本产品无毒、无腐蚀，不会对环境造成污染，具有较好的乳化能力。由于加入此稀释剂后泥浆的pH有所降低，需加入氢氧化钠调节泥浆pH值在10～11之间，使用效果最佳。
该稀释剂适用于深井作降粘剂使用，直井和技术复杂的斜井都可使用。在水基钻井液中有降粘和降滤失的作用，同样适合海上钻井及高盐含量及饱和盐情况下的钻井。
2.2混合金属改性木质素磺酸盐
铁铬木质素磺酸盐是一种深井稀释剂，可以用于淡水、盐水或钙处理泥浆。铁铬木质素磺酸盐可降低泥浆失水量，有较强的抗盐、抗钙效果，有一定抑制造浆和稳定泥页盐的作用。加入此稀释剂后，需加入NaOH溶液，使pH值大于9，才能起到降低粘度、切力、失水量的良好效果。
3在减水剂方面的应用
木质素磺酸盐分子中的疏水基团可以吸附在水泥颗粒的表面，亲水基团使减水剂与水泥较好地互溶，提高水泥粒子的亲水性[。水泥中加入木质素磺酸盐，在水泥颗粒表面形成单分子层或多分子层水化膜。水化膜具有润滑作用，有利于水泥粒子移动和扩散，防止水泥粒子絮聚，同时破坏已经絮聚的水泥粒子。水泥粒子间多余的水分被释放出来，实现减水目的[。
3.1木质素磺酸钙减水剂
木质素磺酸钙减水剂是一种天然高分子聚合物，属于阴离子表面活性剂。木质素磺酸钙减水剂性能可靠，与其它化学品相容性很好，可配成早强剂、缓凝剂、防冻剂、泵送剂等，适用于建筑、水坝、高速公路等各种砼工程。木质素磺酸钙减水剂可以减少用水量10%以上，3～28天抗压强度平均提高15%以上。提高砼的耐久性，大幅度降低水泥水化初期的水化热。不含氯盐，对钢筋无腐蚀作用。
3.2木质素磺酸钠减水剂
木质素磺酸钠减水剂由亚硫酸盐法制浆废液经化学改性加工而形成，具有中等分子量和较低的还原糖含量，可用于混凝土外加剂，有掺量低、含气量低、对水泥适应性强的特点。最显著的特点是与萘系高效减水剂复配后，制成的液体外加剂没有沉淀产生。木质素磺酸钠减水剂可以减少用水量14%以上，改善砼的和易性，降低水泥水化初期的水化热。不含氯盐，对钢筋无腐蚀作用。
4在粘结剂方面的应用
木质素磺酸盐分子大约由50个苯丙烷结构单元组成，分子结构较大，具有磺酸基、酚羟基、羧基等功能团，使得木质素磺酸盐具有粘结性。在工业生产中，跑冒滴漏的酸法制浆红液干燥后，极易粘结他物与灰尘，与木质素磺酸盐的粘结性有关。由于木质素磺酸盐的粘结性尚未达到要求，需要通过改性增强粘结性。
木质素磺酸盐改性用作粘结剂主要有两种途径，即通过木质素磺酸盐与酚醛树脂复配直接加热混合使用，或木质素部分替代苯酚改性酚醛树脂。改性粘结剂固化温度低，固化速度快；木质素磺酸盐从天然植物中分离提纯的，易生物降解，改性粘结剂绿色环保，而且生产成本更低[。与未改性粘结剂相比，改性粘结剂分子倾向于在被粘物表面扩散，两者的极性基团相互靠近产生静电吸引，进一步增强粘结效果。
粘结剂G-是从天亚硫酸盐法制浆红液中超滤萃取的木质素磺酸盐，经过改性得到的粘结剂，具有天然、绿色、低碳、环保的优点。可用于耐火材料行业，是一种新型改性产品，可单独使用或与其他粘结剂共同使用。增强胚体湿强度，特别是空心砖的早期强度，能满足机械手搬运的强度需要；降低产品水份含量，减少干燥时间，经济节能；塑性好，脱模性能优异，降低液压动力消耗和模具损失，提高模具使用周期；产品致密，减少破损，提高成品率；掺量只需要0.2%～0.3%（干基），降低使用成本。
5结语
木质素磺酸盐是从亚硫酸盐法制浆红液中提取出来的，经化学改性制得各种用途的木质素磺酸盐产品。木质素磺酸盐产品具有无毒、无害、价廉、可降解特性，具有明显的优势和广阔的应用前景。但是，由于KP制浆方法的优势和推广，酸性制浆方法被慢慢抛弃。