Was sind die industriellen Verwendungen von Lignin?
Lignin ist ein essentielles organisches Bindungselement in den Zellstrukturen und Fasern von Holz und Pflanzen wie Gräsern. Es gibt zwei Klassen von Lignin - nämlich schwefelhaltige und schwefelfreie -, die zusammen die zweithäufigste Quelle für erneuerbaren Kohlenstoff in der Welt darstellen. Ab 2011 wird jedoch nur schwefelhaltiges Lignin kommerziell genutzt, wobei der überwiegende Teil als Abfall entsorgt wird. Übliche industrielle Verwendungen von Lignin umfassen Emulsions- und Dispergiermittel, Polymerbindemittel und Lebensmittelzusatzstoffe. Es wird auch für die landwirtschaftliche Bodensanierung, als Korrosionsschutzmittel und als Gerbmittel verwendet.
Die Zellen, Gefäße und Fasern von Holz und Gras sind durch eine organische Substanz namens Lignin miteinander verbunden. Diese essentielle Substanz ist insofern einzigartig, als ihre chemische Zusammensetzung von Pflanze zu Pflanze niemals exakt gleich ist. Das einzige vorhersagbare Merkmal ist ein auf Phenylpropen basierendes dendritisches Netzwerkpolymer. Der Stoff ist auch deshalb bemerkenswert, weil er nach Cellulose die zweitreichste erneuerbare Kohlenstoffquelle der Erde darstellt. Es gibt zwei Grundklassen - schwefelhaltiges und schwefelfreies Lignin -, wobei die schwefelhaltige Variante ab 2011 die einzige von kommerziellem Interesse ist. Tatsächlich wird nur sehr wenig der Substanz verwendet, wobei der Großteil der 40 to Jährlich werden 50 Millionen Tonnen (36,3 - 45,4 Millionen Tonnen) produziert, die für den nichtgewerblichen Müllhaufen bestimmt sind.
Die beiden üblicherweise verwendeten schwefelhaltigen Ligninsorten sind Ligninsulfonate und Kraft-Lignine mit einer weltweiten Gesamtproduktion von ungefähr 600.000 Tonnen (544.310 Tonnen) pro Jahr. Eine der wünschenswerten Eigenschaften dieser Substanzen sind ihre hydrophilen und hydrophoben Eigenschaften, die die Substanzen als Dispergier- und Emulgiermittel mit mehreren Polaritäten sehen. Als natürlich verzweigtes und vernetztes Netzwerkpolymer wird es auch regelmäßig als Bindemittel in einer Reihe von Materialien wie Polyurethan, Polyester und verschiedenen Arten von Span- und Harzplatten verwendet. Andere industrielle Verwendungen der Substanz als Materialbindemittel umfassen die Herstellung von Verbundstoffen, Aktivkohlen und mehreren Epoxiden.
Der Agrarsektor nutzt Lignin auch als Bodenverbesserungshilfe sowie als Bestandteil von Langzeitdüngern. Andere landwirtschaftliche Verwendungen umfassen Bestandteile in Insektiziden, künstlichem Humus und als Granulierungs- und Pelletierhilfe. Die Lebensmittelindustrie ist auch ein Konsument von Lignin als Bestandteil einer Vielzahl von antioxidativen und antibakteriellen Lebensmittelzusatzstoffen. In anderen Industrien wird der Stoff häufig als Gerbstoff, Schaumstabilisator und Bestandteil mehrerer pharmazeutischer antibakterieller und entzündungshemmender Präparate verwendet.