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Le sulfonate de lignine est produit lorsque la lignine, un composant structurel majeur des parois cellulaires végétales, est modifiée chimiquement avec des groupes sulfonates lors du traitement des copeaux de bois avec des sels de sulfite.
Le sulfonate de lignine est constitué d'un mélange hautement hétérogène de molécules avec une large distribution de poids moléculaires et contient une riche variété de groupes fonctionnels, tels que les hydroxyles phénoliques, les groupes carboxyles et les groupes sulfoniques.
En raison de leurs propriétés multifonctionnelles, les sulfonates de lignine sont utilisés dans la construction comme réducteurs d'eau dans le béton, dans l'agriculture comme liants et dispersants, dans les fluides de forage pétrolier comme diluants et dans de nombreux autres secteurs industriels.
Numéro CAS : 8062-15-5
Numéro CE : 617-129-9
Synonymes : acide 3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfopropyl)phénoxy]propane-1-sulfonique, acide lignosulfonique, ACIDE LIGNOSULFONIQUE, 8062-15-5, acide 3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfopropyl)phénoxy]propane-1-sulfonique, SULFONATE DE CALCIUM-LIGNINE, SCHEMBL21563979, acide 3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfopropyl)phénoxy]-1-propanesulfonique, lignosulfate, sulfonate de lignine, acide lignosulfonique, acide lignosulfurique, LIGNOsulfonate, LIGNINsulfonate, ACIDE LIGNOSULFONIQUE, sulfonate de lignine (aqueux), Acide ligninesulfonique, Aids000665, Aids-000665, Ameribond 2x, Indulin sn, Ls, Lst 7, Poly(acide lignosulfonique), TIANFU-CHEM CAS NO.8062-15-5, Lignosulfonate de sodium, 8061-51-6, FT-0627853, ACIDE LIGNOSULFONIQUE, 8062-15-5, Acide 3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfopropyl)phénoxy]propane-1-sulfonique, SULFONATE DE CALCIUM-LIGNINE, SCHEMBL21563979, Acide 3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfopropyl)phénoxy]-1-propanesulfonique, Acide lignosulfonique, sel de sodium, (2R)-3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phénoxy]propane-1-sulfonate, disodique (2R)-3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phénoxy]propane-1-sulfonate, disodique; (2R)-3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phénoxy]propane-1-sulfonate, disodique; 3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfonatopropyl)phénoxy]propane-1-sulfonate, sel de sodium de l'acide lignosulfonique, acide lignosulfonique, sel de sodium, acide lignosulfonique, sans objet, fluorure de sodium, ligninesulfonate de sodium, ligninesulfonate de sodium, ligninesulfonate de sodium ligninesulfonate, LIGNOSULFONATE DE SODIUM, lignosulfonate de sodium, lignosulfonate de sodium, lignosulfate de sodium, lignosulfate de sodium, lignosulfonate de sodium, lignosulfonate de sodium, lignosulfonate de sodium, sel de sodium d'acide lignosulfonique, lignosulfonates de sodium, acide lignosulfonique, sel de sodium, MF, ligninesulfonate de sodium, lignosulfonate de sodium, lignosulfonate de sodium, lignosulfate de sodium, lignosulfate de sodium, 8061-51-6
Le sulfonate de lignine est un matériau naturel dérivé de la lignine.
Le sulfonate de lignine est un sous-produit du processus de fabrication de pâte à bois, connu pour ses propriétés liantes, dispersantes et émulsifiantes.
Les sulfonates de lignine ont une grande variété d’applications.
En agriculture, le sulfonate de lignine peut être utilisé dans le cadre de la production végétale comme amendement des plantes et des sols et comme agent de flottaison.
Le sulfonate de lignine peut également être utilisé comme liant pour granulés.
Les sulfonates de lignine (LS) sont des polymères polyélectrolytes anioniques hydrosolubles : ce sont des sous-produits de la production de pâte de bois par fabrication de pâte au sulfite.
Le sulfonate de lignine, également connu sous le nom de lignosulfonate, est un polymère polyélectrolyte anionique complexe, soluble dans l'eau, dérivé du processus de réduction en pâte au sulfite du bois.
Le sulfonate de lignine est produit lorsque la lignine, un composant structurel majeur des parois cellulaires végétales, est modifiée chimiquement avec des groupes sulfonates lors du traitement des copeaux de bois avec des sels de sulfite.
Le composé résultant se présente sous la forme d'une poudre brunâtre ou d'un liquide visqueux foncé, selon sa forme et son degré de purification, et se caractérise par une excellente dispersibilité dans l'eau.
Les sulfonates de lignine sont des matériaux très polyvalents avec une distribution de poids moléculaire diversifiée et une chimie de groupes fonctionnels riche, notamment des groupes hydroxyle, carboxyle et acide sulfonique.
Cette structure leur confère des propriétés uniques telles que la capacité de liaison, la capacité de dispersion, l'action émulsifiante et la complexation avec les ions métalliques.
En raison de ces propriétés, les sulfonates de lignine trouvent une large application dans des industries telles que la construction (comme agents réducteurs d'eau dans les adjuvants pour béton), l'agriculture (comme liants et abat-poussières), le forage pétrolier (comme diluants pour boues de forage) et l'alimentation animale (comme liants pour granulés).
Ils sont également utilisés dans le tannage, la céramique, la teinture textile, la fabrication de batteries et comme dispersants pour les pesticides et les engrais.
De plus, les sulfonates de lignine sont explorés pour des utilisations plus avancées, notamment les matériaux biosourcés, les précurseurs de fibres de carbone et la production chimique renouvelable, en raison de leur origine renouvelable et de leur profil écologique.
Bien qu'ils soient en grande partie non toxiques et biodégradables, les directives de manipulation recommandent d'éviter l'inhalation de poussière et le contact prolongé avec la peau.
Dans l’ensemble, le sulfonate de lignine est un sous-produit de grande valeur de l’industrie des pâtes et papiers, alliant performance fonctionnelle et durabilité environnementale.
Le sulfonate de lignine, souvent appelé simplement lignosulfonate, est un polymère anionique de grande taille et complexe qui résulte de la modification chimique de la lignine au cours du processus de fabrication de pâte au sulfite dans l'industrie du papier et de la pâte à papier.
La lignine elle-même est l’un des trois principaux composants du bois, avec la cellulose et l’hémicellulose, et sert de liant naturel qui confère aux plantes une rigidité structurelle.
Lors de la réduction en pâte au sulfite, les copeaux de bois sont traités avec des solutions aqueuses de sels de sulfite ou de bisulfite (tels que le sulfite de calcium, de sodium, de magnésium ou d'ammonium), qui sulfonent les molécules de lignine et les rendent solubles dans l'eau.
Ce processus de sulfonation introduit des groupes d'acide sulfonique (-SO₂H) dans la structure de la lignine, modifiant considérablement sa solubilité, ses propriétés de charge et sa réactivité.
Sous ses formes commerciales, le sulfonate de lignine se présente sous la forme d'une poudre brune à brun foncé ou d'un liquide épais et foncé, avec une odeur distinctive.
Le sulfonate de lignine est constitué d'un mélange très hétérogène de molécules avec une large distribution de poids moléculaires (allant de plusieurs centaines à des centaines de milliers de Daltons) et contient une riche variété de groupes fonctionnels, tels que les hydroxyles phénoliques, les groupes carboxyles et les groupes sulfoniques.
Ces groupes fonctionnels confèrent aux sulfonates de lignine d'excellentes capacités de liaison, de dispersion, d'émulsification, de séquestration et de complexation.
En raison de ces propriétés multifonctionnelles, les sulfonates de lignine sont considérés comme des matériaux de valeur industrielle dans un large éventail de secteurs.
Dans la construction, les sulfonates de lignine sont principalement utilisés comme plastifiants et agents réducteurs d’eau dans les adjuvants pour béton, où ils améliorent la maniabilité, réduisent la consommation d’eau et renforcent la résistance et la durabilité du béton.
En agriculture, ils servent de liants pour les granulés d’aliments pour animaux, d’agents dispersants pour les herbicides, les pesticides et les engrais, et de stabilisateurs de sol pour contrôler la poussière et l’érosion.
Dans l’industrie pétrolière, les sulfonates de lignine sont des composants importants des additifs de boue de forage, fonctionnant comme des diluants qui contrôlent la viscosité des fluides de forage et améliorent l’efficacité de l’exploration pétrolière et gazière.
De plus, les sulfonates de lignine sont utilisés dans les industries du textile, de la céramique, des colorants, des produits chimiques et des batteries pour leurs capacités de dispersion et de liaison.
Ils sont utilisés dans le tannage du cuir, la production de noir de carbone et la fabrication de batteries au plomb-acide comme agents d'expansion pour les plaques de batterie.
En raison de leur capacité à chélater et à séquestrer les ions métalliques, ils sont également utilisés dans les procédés de traitement de l’eau et comme additifs dans la flottation des minerais.
La durabilité environnementale est l’un des aspects les plus attrayants de l’utilisation du sulfonate de lignine : le sulfonate de lignine est un sous-produit renouvelable, biodégradable et non toxique, qui s’aligne sur les tendances écologiques et industrielles modernes visant à minimiser l’empreinte carbone et les déchets.
La recherche et le développement se concentrent de plus en plus sur la valorisation des sulfonates de lignine en produits biosourcés de grande valeur tels que les fibres de carbone, les résines, les adhésifs et même les bioplastiques.
Malgré leur toxicité généralement faible, des précautions sont nécessaires lors de la manipulation des sulfonates de lignine en quantités industrielles.
L'inhalation de poussière doit être minimisée, car les particules fines peuvent provoquer une irritation respiratoire, et tout contact prolongé avec la peau doit être évité pour prévenir une sécheresse ou une irritation potentielle.
Le stockage doit être effectué dans un environnement frais et sec, dans des récipients scellés, afin de maintenir la qualité du produit et d'éviter l'absorption d'humidité.
Dans l’ensemble, le sulfonate de lignine représente une convergence unique de fonctionnalité industrielle, de rentabilité et de responsabilité environnementale, ce qui en fait un matériau clé pour les industries traditionnelles et les futures innovations de la bioéconomie.
Utilisations du sulfonate de lignine :
Le sulfonate de lignine est largement utilisé dans de nombreuses industries en raison de ses propriétés exceptionnelles de liaison, de dispersion, d’émulsification et de chélation.
Dans l'industrie de la construction, le sulfonate de lignine sert de plastifiant et de réducteur d'eau dans les mélanges de béton, contribuant à améliorer la maniabilité tout en réduisant la quantité d'eau nécessaire, ce qui conduit à un béton plus résistant et plus durable.
En agriculture, le sulfonate de lignine est utilisé comme liant pour les granulés d’aliments pour animaux et comme dispersant pour les herbicides, les pesticides et les engrais, assurant une distribution uniforme des ingrédients actifs et améliorant leur efficacité.
L’industrie pétrolière et gazière utilise des sulfonates de lignine comme diluants de boue de forage, contrôlant la viscosité des fluides de forage et améliorant l’efficacité du forage.
Dans les industries de la céramique et des colorants, les sulfonates de lignine agissent respectivement comme dispersants pour les boues d'argile et les pigments, favorisant des mélanges lisses et stables.
Ils sont également utilisés dans l'industrie chimique pour la production de vanilline, un agent aromatisant clé, et comme agents complexants dans les applications de traitement de l'eau pour séquestrer les ions métalliques.
De plus, les sulfonates de lignine trouvent des applications dans la suppression de la poussière sur les routes et les chantiers de construction, la fabrication de noir de carbone, la production de batteries comme agents d'expansion pour les plaques de batteries au plomb-acide et de plus en plus dans le développement de matériaux biosourcés, notamment les résines, les adhésifs et les bioplastiques potentiels.
Leur origine renouvelable, leur biodégradabilité et leurs performances multifonctionnelles rendent les sulfonates de lignine essentiels dans les industries vertes traditionnelles et émergentes.
Le sulfonate de lignine a une grande variété d’applications.
Les sulfonates de lignine sont utilisés pour disperser de manière stable les pesticides, les colorants, le noir de carbone et d’autres solides et liquides insolubles dans l’eau.
En tant que liant, le sulfonate de lignine supprime la poussière sur les routes non pavées.
Le sulfonate de lignine est également un humectant et un agent de traitement de l'eau.
Chimiquement, le sulfonate de lignine peut être utilisé comme tanin pour le tannage du cuir et comme matière première pour une variété de produits.
Dispersant :
L'utilisation la plus importante des sulfonates de lignine est celle de plastifiants dans la fabrication du béton, où ils permettent de fabriquer du béton avec moins d'eau (donnant un béton plus résistant) tout en maintenant la capacité du béton à s'écouler.
Les sulfonates de lignine sont également utilisés lors de la production de ciment, où ils agissent comme adjuvants de broyage dans le broyeur à ciment et comme défloculant de la boue du mélange brut (qui réduit la viscosité de la boue).
Les sulfonates de lignine sont également utilisés pour la production de plaques de plâtre afin de réduire la quantité d'eau nécessaire pour faire couler le stuc et former la couche entre deux feuilles de papier.
La réduction de la teneur en eau permet d'utiliser des températures de four plus basses pour sécher les plaques de plâtre, ce qui permet d'économiser de l'énergie.
La capacité des sulfonates de lignine à réduire la viscosité des boues minérales est utilisée à bon escient dans les boues de forage pétrolier, où elle remplace les acides tanniques du quebracho (un arbre tropical).
L’une des utilisations les plus répandues des sulfonates de lignine est la défloculation des argiles utilisées dans les fluides de forage dans l’industrie pétrolière et gazière.
De plus, les lignosulfates font l’objet de recherches pour une utilisation dans la récupération assistée du pétrole (EOR) en raison de leur capacité à réduire l’IFT dans les mousses, permettant une meilleure efficacité de balayage et donc un facteur de récupération accru.
Liant:
Outre leur utilisation comme dispersants, les sulfonates de lignine sont également de bons liants.
Les sulfonates de lignine sont utilisés comme liants dans le papier de puits, les panneaux de particules, les revêtements de sol en linoléum, les briquettes de charbon et les routes.
Les sulfonates de lignine constituent également un constituant de la pâte utilisée pour recouvrir les grilles plomb-antimoine-calcium ou plomb-antimoine-sélénium dans une batterie plomb-acide.
Les solutions aqueuses de sulfonate de lignine sont également largement utilisées comme agent de suppression de poussière non toxique pour les surfaces routières non pavées, où elles sont communément, bien qu'à tort, appelées « sève d'arbre ».
Les routes traitées avec des sulfonates de lignine peuvent être distinguées de celles traitées avec du chlorure de calcium par la couleur :
Les sulfonates de lignine donnent à la surface de la route une couleur gris foncé, tandis que le chlorure de calcium confère à la surface de la route une couleur beige ou brune distinctive.
Comme les sulfonates de lignine ne dépendent pas de l’eau pour fournir leurs propriétés de liaison, ils ont tendance à être plus utiles dans les zones arides.
Le sulfonate de lignine est utilisé comme stabilisateur de sol
Matières premières chimiques :
L'oxydation des sulfonates de lignine provenant d'arbres résineux produit de la vanilline (arôme artificiel de vanille).
Le sulfure de diméthyle et le sulfoxyde de diméthyle (un solvant organique important) sont produits à partir de sulfonates de lignine.
La première étape consiste à chauffer les sulfonates de lignine avec des sulfures ou du soufre élémentaire pour produire du sulfure de diméthyle.
Les groupes méthyles proviennent des éthers méthyliques présents dans la lignine.
L'oxydation du sulfure de diméthyle avec du dioxyde d'azote produit du diméthylsulfoxyde (DMSO).
Utilisations industrielles :
Adhésifs et produits chimiques d'étanchéité
Utilisations par les consommateurs :
Adhésifs et mastics
Autres utilisations :
L'effet antioxydant des sulfonates de lignine est utilisé dans les aliments pour animaux, l'ensilage et les retardateurs de flamme.
L'absorbance UV des sulfonates de lignine est utilisée dans les écrans solaires et les biopesticides.
Le sulfonate de lignine est utilisé en agriculture comme analogue des substances humiques.
En tant qu’amendement du sol, le sulfonate de lignine est principalement utilisé pour améliorer l’absorption et la rétention des engrais et autres nutriments.
Le sulfonate de lignine est capable de chélater les minéraux tout en restant biodégradable, une amélioration par rapport à l'EDTA.
Une hydrolyse et une oxydation supplémentaires produisent un produit encore plus similaire à l'humus, commercialisé sous le nom de « lignohumate ».
Les lignines sulfonates, également appelés lignosulfonates ou sels de lignine sulfonique, sont des sous-produits de la production de papier.
Le bois, matériau de base à partir duquel la plupart du papier est fabriqué, est principalement composé de deux types de matériaux : les glucides (tels que la cellulose et l’hémicellulose) et les lignines.
Les lignines sont moléculairement complexes et diverses, et difficiles à décomposer.
Ils sont indésirables dans la plupart des papiers, c'est pourquoi la lignine est extraite en cuisant le matériau ligneux sous pression avec des produits chimiques à base de sulfite.
Ce procédé produit une liqueur contenant de la lignine sulfonée appelée lignosulfonate.
La liqueur est purifiée par fermentation, ce qui produit de l'alcool qui est éliminé.
Au cours de ces processus, les produits chimiques utilisés peuvent créer divers sels sulfoniques de lignine, tels que le lignosulfonate de sodium, le lignosulfonate de calcium ou le lignosulfonate de magnésium.
Le lignosulfonate d'ammonium est interdit.
D'autres formes de lignine telles que l'acide lignosulfonique, le lignosulfonate de calcium, le lignosulfonate de magnésium, la lignine de sodium et le lignosulfonate de sodium sont autorisées.
Bien que les sulfonates de lignine soient identifiés comme des substances autorisées, des questions subsistent concernant les formes autorisées et la manière dont elles sont fabriquées.
Le sulfonate de lignine est limité à une utilisation comme agent chélateur, ingrédient de formulation ou agent anti-poussière selon les normes COR.
Les micronutriments chélatés sont largement utilisés pour combler les carences nutritionnelles dans la production agricole.
Les formulants peuvent être utilisés en conjonction avec d’autres substances figurant sur les listes de substances autorisées et sont couramment utilisés dans les pesticides ou les engrais comme matériaux inertes.
Les abat-poussières sont largement utilisés dans l’agriculture, la fabrication d’engrais et le contrôle de l’érosion.
Le sulfonate de lignine a également une grande variété d'utilisations en dehors de l'industrie biologique, notamment dans la fabrication de béton, de plaques de plâtre et de tannage du cuir, comme agent défloculant dans les revêtements de sol en linoléum et les briquettes de charbon, et comme retardateur de flamme.
À l’échelle mondiale, les sulfonates de lignine sont principalement utilisés comme réducteurs d’eau pour le béton.
Les autres utilisations à grand volume des sulfonates de lignine comprennent les liants pour granulés d'alimentation animale, les dispersants pour la fabrication de plaques de plâtre, les diluants/agents de contrôle des pertes de fluides pour les boues de forage, les dispersants/auxiliaires de broyage pour la fabrication de ciment, les liants pour engrais granulés et dans les applications de contrôle de la poussière, en particulier la réduction de la poussière des routes, et d'autres applications spécialisées de contrôle de la poussière.
Applications du sulfonate de lignine :
L'acide lignosulfurique est un sous-produit de l'industrie des pâtes et papiers.
À l’échelle mondiale, les sulfonates de lignine sont principalement utilisés comme réducteurs d’eau pour le béton.
Les autres utilisations à grand volume des sulfonates de lignine comprennent les liants pour granulés d'alimentation animale, les dispersants pour la fabrication de plaques de plâtre, les diluants/agents de contrôle des pertes de fluides pour les boues de forage, les dispersants/auxiliaires de broyage pour la fabrication de ciment, les liants pour engrais granulés et dans les applications de contrôle de la poussière, en particulier la réduction de la poussière des routes, et d'autres applications spécialisées de contrôle de la poussière.
Le sulfonate de lignine a été largement étudié pour son activité anti-VIH et anti-HSV dans divers tests cellulaires et a démontré une large activité anti-VIH et anti-HSV.
Le sulfonate de lignine est reconnu depuis longtemps comme un agent efficace de contrôle de la poussière pour les routes non pavées.
La lignine est un coproduit de l’industrie papetière et constitue la « colle » qui maintient les fibres de cellulose ensemble dans les arbres.
La lignine est extraite du bois lors du processus de réduction en pâte, ce qui la rend soluble dans l’eau.
Les propriétés adhésives de la lignine en font une solution efficace de contrôle de la poussière.
Le sulfonate de lignine est considéré comme non toxique lorsqu'il est appliqué correctement, ce qui le rend sans danger pour la faune, le feuillage et les cours d'eau entourant la route.
Le traitement au sulfonate de lignine élimine les risques de glissement de la terre et du gravier en les liant à une surface dure et antidérapante.
Le sulfonate de lignine est également considéré comme non corrosif et peut être appliqué sans équipement de sécurité ni vêtements spéciaux.
Les véhicules peuvent circuler en toute sécurité sur les routes traitées avec des sulfonates de lignine presque immédiatement, éliminant ainsi les fermetures de routes.
Lorsqu'il est appliqué correctement, le sulfonate de lignine crée une surface de route durcie, est moins susceptible de subir des « ondulations » et réduit les soulèvements dus au gel courants sur les routes de gravier ou de terre non traitées.
Par conséquent, les travaux de nivellement et d’entretien fréquents peuvent être réduits.
Notre produit commercial de sulfonate de lignine répond aux spécifications de la US Forest Service Administration, de la General Service Administration et aux normes gouvernementales locales et régionales.
L’utilisation du sulfonate de lignine sur les routes est approuvée par diverses agences depuis des décennies.
Le sulfonate de lignine est une poudre brune constituée d'un sel de sulfonate fabriqué à partir de la liqueur résiduaire du processus de réduction en pâte au sulfate du bois tendre : utilisé dans le béton, le tannage du cuir, comme additif dans la boue de forage de puits de pétrole et comme source de vanilline.
Dispersion :
Le sulfonate de lignine est un électrolyte de poids élevé contenant des groupes sulfonate, carboxyle et phénol hydroxyle.
Le sulfonate de lignine absorbe les particules organiques et inorganiques chimiquement ou physiquement et les maintient dispersées de manière stable grâce à sa forte propriété hydrophile et à ses charges négatives.
Obligatoire:
Le sulfonate de lignine possède une propriété liante car il s'agit d'un polymère élevé.
Le sulfonate de lignine possède une excellente propriété de liaison car il contient non seulement du sulfonate de lignine mais également du sucre réduit et du sulfonate de sucre.
Chélation :
Les dérivés de sulfonate de lignine et de sucre ont une propriété chélatante rendant les composés hydrophiles ou hydrophobes car ils contiennent des groupes sulfonate, carboxyle et phénol ou hydroxyle alcool et ils sont absorbants pour les ions métalliques polyvalents.
Les lignines sont utilisées depuis longtemps sur les routes comme méthode de contrôle de la poussière et de stabilisation de la surface.
Les produits routiers à base de lignine sont dérivés de la lignine qui lie naturellement les fibres de cellulose pour donner de la fermeté aux arbres et aux plantes.
Ces produits constituent une alternative sûre et économique aux produits à base de pétrole et de sel qui sont également parfois appliqués sur les surfaces routières.
La méthode originale d’application de lignine sur les surfaces routières pour contrôler la poussière était très simple : des solutions diluées de lignine brute étaient pulvérisées en applications légères sur les chemins de terre.
Au fil du temps, les surfaces routières ont commencé à montrer une stabilisation améliorée, augmentant l’attrait de l’utilisation des lignines.
La lignine est bien adaptée à une variété d’utilisations telles que les parkings, les allées et les accotements routiers, où le pavage est trop coûteux et les conditions de poussière deviennent intolérables.
Les sulfonates de lignine sont utilisés sur les routes non pavées pour réduire les problèmes environnementaux liés aux particules de poussière en suspension dans l’air et pour stabiliser la surface de la route.
Le sulfonate de lignine n’a aucun impact négatif sur notre environnement et/ou sur la santé humaine.
Le sulfonate de lignine ne contient aucun constituant considéré comme dangereux par une agence gouvernementale.
De plus, la cote de santé du sulfonate de lignine est de 0, ce qui signifie simplement que l’exposition présente peu ou pas de risque pour les plantes ou les humains.
La lignine ne contient tout simplement aucun contaminant à base de pétrole.
Comme le chlorure de magnésium, le sulfonate de lignine est soluble dans l’eau.
De plus, la lignine est biodégradable.
Agent dispersant primaire pour colorants et produits chimiques agricoles.
Un sel de sulfonate de lignine produit comme déchet des procédés chimiques de fabrication de pâte à papier.
Le sulfonate de lignine est une poudre brune qui forme une solution colloïdale dans l’eau.
Le sulfonate de lignine est utilisé comme dispersant pour le béton et pour les ajouts de noir de carbone au caoutchouc.
Le sulfonate de lignine est également utilisé comme agent de tannage pour le cuir.
La plupart des opérations de délignification dans la fabrication de pâte au sulfite impliquent le clivage acide des liaisons éther, qui relient de nombreux constituants de la lignine.
La lignine sulfonée (SL) fait référence à d’autres formes de sous-produits de lignine, tels que ceux dérivés du procédé Kraft beaucoup plus populaire, qui ont été traités pour ajouter des groupes d’acide sulfonique.
Les deux ont des utilisations similaires et sont souvent confondus, SL étant beaucoup moins cher.
Le LS et le SL se présentent tous deux sous forme de poudres fluides ; le premier est brun clair tandis que le second est brun foncé.
Les lignines sulfonates ont des gammes de masse moléculaire très larges (elles sont très polydispersées).
Une plage de valeurs de 1 000 à 140 000 Da a été signalée pour les sulfonates de lignine des bois tendres, avec des valeurs plus faibles signalées pour les bois durs.
La lignine Kraft sulfonée a tendance à avoir des molécules plus petites à 2 000-3 000 Da.
SL et LS sont non toxiques, non corrosifs et biodégradables.
Une gamme de modifications supplémentaires peut être appliquée au LS et au SL, y compris l'oxydation, l'hydroxyméthylation, la sulfométhylation et une combinaison de celles-ci.
Avantages du sulfonate de lignine :
Le sulfonate de lignine offre une large gamme d’avantages qui le rendent très précieux dans diverses industries.
L’un des principaux avantages du sulfonate de lignine est son excellente capacité de dispersion, qui permet de créer des mélanges stables dans des systèmes contenant des pigments, des argiles ou d’autres particules fines.
Le sulfonate de lignine agit également comme un agent liant efficace, ce qui le rend idéal pour former des granulés solides et cohésifs dans la production d'aliments pour animaux et pour les applications de contrôle de la poussière.
En tant que plastifiant naturel, le sulfonate de lignine améliore la maniabilité du béton et réduit la consommation d'eau, ce qui conduit à des produits finaux plus solides et plus durables.
La capacité du sulfonate de lignine à séquestrer les ions métalliques le rend utile dans le traitement de l'eau et les processus chimiques, où il empêche les réactions indésirables causées par les traces de métaux.
Sur le plan environnemental, le sulfonate de lignine se distingue par son caractère biodégradable, renouvelable et non toxique, ce qui en fait une alternative durable aux produits chimiques synthétiques.
De plus, le sulfonate de lignine est rentable en raison de sa disponibilité en tant que sous-produit du processus de fabrication de pâte au sulfite, réduisant ainsi les coûts de production pour les industries qui l'intègrent.
Sa stabilité thermique et sa réactivité chimique permettent également d’incorporer le sulfonate de lignine dans une grande variété de processus industriels sans dégradation significative, garantissant ainsi des performances durables.
Dans l’ensemble, le sulfonate de lignine combine fonctionnalité, respect de l’environnement et efficacité économique, offrant des avantages techniques et de durabilité significatifs dans les applications traditionnelles et émergentes.
Méthodes de fabrication du sulfonate de lignine :
Les acides ligninesulfoniques sont fabriqués à partir de lignine native.
Deux matières premières différentes sont disponibles :
(1) lignine fabriquée à partir de pâte au sulfite et
(2) lignine fabriquée à partir de pâte alcaline (kraft) de bois.
Dans le premier cas, la liqueur résiduaire de sulfite est purifiée et commercialisée sous forme liquide ou solide.
La lignine issue de la fabrication de pâte kraft est d’abord purifiée puis sulfonée.
Diverses méthodes ont été développées pour isoler et purifier les sulfonates de lignine à partir de liqueurs de pâte usagées.
L’un des procédés industriels les plus anciens et les plus largement utilisés est le procédé Howard, dans lequel les sulfonates de calcium et de lignine sont précipités à partir de la lessive de pâte usagée par ajout d’un excès de chaux.
Des récupérations de lignine de 90 à 95 % sont obtenues grâce à ce procédé.
D’autres méthodes utilisées industriellement comprennent l’ultrafiltration et l’exclusion ionique, qui utilise des résines échangeuses d’ions pour séparer la lignine des sucres.
Les méthodes de laboratoire pour isoler les sulfonates de lignine comprennent la dialyse, l'électrodialyse, l'exclusion d'ions, la précipitation dans l'alcool et l'extraction avec des amines.
Ils peuvent également être isolés par précipitation avec des sels d'ammonium quaternaire substitués à longue chaîne.
Les lignines sulfonates industrielles sont des colloïdes globulaires de masses moléculaires comprises entre 2 000 et 100 000 dont les structures n'ont pas encore été totalement élucidées.
Leur unité structurelle de base est le phénylpropane.
La formule structurale montre cinq unités structurelles liées à l'unité mère de diverses manières.
Le degré de sulfonation varie entre 0,3 et 1,0 groupe sulfite par unité phénylpropane.
Préparation du sulfonate de lignine :
Les sulfonates de lignine sont récupérés à partir des liquides de pâte usagés (liqueur rouge ou brune) issus de la pâte au sulfite.
L'ultrafiltration peut également être utilisée pour séparer les sulfonates de lignine du liquide de pulpe usagé.
Une liste des numéros CAS pour les différents sels métalliques du sulfonate de lignine est disponible.
Les carbocations électrophiles produits lors du clivage de l'éther réagissent avec les ions bisulfite (HSO3âˆ') pour donner des sulfonates.
ROR' + H+ → R+ + R'OH
R+ + HSO3⁻ ...
Le site principal de clivage de l'éther est le carbone α (atome de carbone attaché au cycle aromatique) de la chaîne latérale propyle (trois carbones linéaires).
Les structures suivantes ne précisent pas la structure puisque la lignine et ses dérivés sont des mélanges complexes : le but est de donner une idée générale de la structure des sulfonates de lignine.
Les groupes R1 et R2 peuvent être une grande variété de groupes trouvés dans la structure de la lignine.
La sulfonation se produit sur les chaînes latérales, et non sur le cycle aromatique comme dans l'acide p-toluènesulfonique.
La lignine kraft issue de la liqueur noire, produite en quantités beaucoup plus élevées, peut être transformée en lignine sulfonée.
La lignine est d'abord précipitée par acidification de la liqueur avec du CO2 puis lavée.
La réaction avec le sulfite de sodium ou le bisulfite de sodium et un aldéhyde dans un environnement basique complète la sulfonation.
Ici, les groupes d'acide sulfonique se retrouvent sur le cycle aromatique au lieu de la chaîne latérale aliphatique.
Histoire du sulfonate de lignine :
L’histoire du sulfonate de lignine est étroitement liée à l’évolution de l’industrie des pâtes et papiers au cours des XIXe et XXe siècles.
La lignine, l’un des principaux composants du bois, était initialement considérée comme un déchet lors de la fabrication du papier, où l’accent était principalement mis sur l’extraction des fibres de cellulose pour la production de papier.
Au milieu du XIXe siècle, le développement du procédé de fabrication de pâte au sulfite a fourni une méthode permettant d’éliminer chimiquement la lignine du bois à l’aide de sels de sulfite.
C'est au cours de ce processus que les dérivés de lignine sulfonés, connus plus tard sous le nom de lignine sulfonates, ont été produits pour la première fois de manière involontaire.
Au début, les sulfonates de lignine étaient simplement jetés comme déchets, mais au début du 20e siècle, les industries ont commencé à reconnaître leur valeur en tant que dispersants, liants et tensioactifs, en particulier dans des applications telles que les additifs pour béton et les fluides de forage.
Au fil du temps, à mesure que les besoins industriels ont évolué et que la demande d’additifs multifonctionnels rentables a augmenté, l’utilisation des sulfonates de lignine s’est étendue à l’agriculture, à la céramique, aux textiles, à l’exploitation minière et au traitement chimique.
Au cours des dernières décennies, avec l’accent mis à l’échelle mondiale sur la durabilité et les ressources renouvelables, le sulfonate de lignine a suscité un regain d’attention, non seulement en tant qu’additif industriel traditionnel, mais également en tant que matériau de base prometteur pour le développement de produits chimiques biosourcés, de fibres de carbone, de résines et de produits biodégradables.
Aujourd’hui, le sulfonate de lignine n’est plus considéré comme un simple sous-produit, mais comme une ressource industrielle précieuse et respectueuse de l’environnement, dont l’importance croissante dans le contexte mondial de transition vers des technologies plus vertes.
Manipulation et stockage du sulfonate de lignine :
Le sulfonate de lignine doit être manipulé dans des zones bien ventilées pour éviter l’accumulation de poussière ou de vapeurs.
Évitez l’inhalation de poussière et le contact direct avec les yeux, la peau ou les vêtements.
Utiliser un équipement de protection individuelle (EPI) approprié lors de la manipulation du produit.
Les contenants doivent être hermétiquement fermés lorsqu'ils ne sont pas utilisés et stockés dans un endroit frais, sec et bien ventilé, à l'abri de l'humidité et des matières incompatibles, telles que les oxydants puissants.
Protéger du gel si le sulfonate de lignine est une solution liquide.
Tenir à l'écart des sources de chaleur et des flammes nues.
Réactivité et stabilité du sulfonate de lignine :
Le sulfonate de lignine est stable dans des conditions ambiantes normales et dans des conditions de stockage et de manipulation prévues.
Le sulfonate de lignine n’est pas sujet à une polymérisation dangereuse.
Cependant, le sulfonate de lignine peut se décomposer à des températures élevées (supérieures à 200 °C), libérant des oxydes de soufre (SO₂) et des oxydes de carbone (CO₂, CO₂).
Le sulfonate de lignine est incompatible avec les agents oxydants forts (par exemple, les peroxydes, les chlorates, les nitrates), qui peuvent provoquer des réactions exothermiques.
Le sulfonate de lignine est chimiquement stable dans un environnement neutre ou légèrement acide, mais peut se dégrader dans des conditions fortement acides ou basiques au fil du temps.
Premiers secours en cas de sulfonate de lignine :
Inhalation:
Déplacez immédiatement la personne affectée à l’air frais.
En cas de difficultés respiratoires, consultez un médecin.
Fournir de l’oxygène si nécessaire.
Contact avec la peau :
Lavez soigneusement la zone affectée avec de l’eau et du savon.
Retirer les vêtements contaminés.
Consultez un médecin si l’irritation persiste.
Contact visuel :
Rincer immédiatement les yeux à grande eau pendant au moins 15 minutes, en soulevant de temps en temps les paupières supérieures et inférieures.
Consultez un médecin si l’irritation persiste.
Ingestion:
Rincer la bouche avec de l'eau.
Buvez beaucoup d'eau.
Ne pas faire vomir sauf avis contraire du personnel médical.
Consultez un médecin si vous ne vous sentez pas bien.
Mesures de lutte contre l'incendie du sulfonate de lignine :
Moyens d'extinction appropriés :
Pulvérisation d’eau, mousse, dioxyde de carbone (CO₂) ou poudre chimique sèche.
Produits de combustion dangereux :
La décomposition dans un incendie peut produire des gaz irritants et toxiques, notamment du dioxyde de carbone (CO₂), du monoxyde de carbone (CO) et des oxydes de soufre (SO₂).
Équipement de protection pour les pompiers :
Les pompiers doivent porter un appareil respiratoire autonome (ARA) et un équipement de protection complet.
Procédures spéciales de lutte contre l'incendie :
Refroidir les récipients exposés au feu par pulvérisation d'eau afin d'éviter leur rupture. Éviter d'inhaler les gaz de combustion.
Mesures à prendre en cas de rejet accidentel de sulfonate de lignine :
Précautions personnelles :
Portez un équipement de protection approprié pour éviter l’inhalation de poussières et le contact avec la peau et les yeux.
Assurer une ventilation adéquate.
Précautions environnementales :
Empêcher le produit de pénétrer dans les égouts, les cours d’eau ou le sol.
Méthodes de nettoyage :
Pour les déversements solides, balayer soigneusement sans créer de poussière et placer dans des récipients appropriés pour l'élimination.
En cas de déversement de liquide, absorber avec un matériau inerte (par exemple, du sable, de la terre) et recueillir dans des récipients.
Nettoyez la zone de déversement avec de l’eau.
Contrôles d'exposition / Équipement de protection individuelle du sulfonate de lignine :
Contrôles d'ingénierie :
Assurer une bonne ventilation générale.
Utiliser une ventilation par aspiration locale si nécessaire pour maintenir les concentrations dans l’air en dessous des limites d’exposition recommandées.
Équipement de protection individuelle :
Protection respiratoire :
Masque anti-poussière ou respirateur approuvé par le NIOSH si les concentrations de poussière sont élevées.
Protection des yeux :
Lunettes de sécurité avec protections latérales ou lunettes de protection.
Protection de la peau :
Gants de protection (par exemple, nitrile, PVC) et vêtements de protection appropriés.
Mesures d'hygiène :
Se laver les mains après manipulation.
Retirer et laver les vêtements contaminés avant de les réutiliser.
Ne pas manger, boire ou fumer pendant la manipulation du produit.
Identifiants du sulfonate de lignine :
Nom chimique : Lignine sulfonate.
Numéro CAS :
Sulfonates de lignine généraux : 8061-51-6
Sulfonate de lignine de sodium : 8061-52-7
Sulfonate de lignine de calcium : 8061-53-8
Numéro CE : Sulfonate de lignine (général) : 617-152-6
Aspect : Poudre brune à brun foncé ou liquide visqueux
Solubilité : Très soluble dans l'eau
Odeur : Odeur organique douce et caractéristique
Propriétés du sulfonate de lignine :
État physique : Solide (poudre) ou liquide visqueux (selon la forme du sulfonate de lignine)
Couleur : Brun à brun foncé
Odeur : Odeur douce, légèrement boisée ou sulfureuse
Solubilité : Très soluble dans l'eau
pH (solution à 1 %) : Généralement compris entre 4,0 et 7,5 (dépend de la forme du sel : sodium, calcium, ammonium)
Densité:
Pour la poudre sèche : environ 0,5 à 0,7 g/cm³
Pour les solutions liquides (généralement 50 % de solides) : environ 1,2 à 1,3 g/cm³
Point de fusion : Pas de point de fusion précis (se décompose lors du chauffage)
Point d'ébullition : Non applicable ; la décomposition se produit avant l'ébullition
Stabilité thermique : Stable à température ambiante
Pression de vapeur : négligeable (essentiellement non volatile dans des conditions standard)
Spécifications du sulfonate de lignine :
Forme du produit : Poudre ou concentré liquide
Couleur : Brun à brun foncé
Odeur : Douce, caractéristique
Pureté (teneur en lignine active) :
Généralement 50 à 65 % pour les lignosulfonates liquides
Généralement 88 à 95 % pour les formes de poudre sèche
Teneur en humidité :
Liquide : généralement 35 à 50 % d'eau
Poudre : ≤ 10 % d'humidité
Teneur en groupe sulfonate (-SO₂) : 4 à 8 % (selon le degré de sulfonation)
Teneur en cendres (résidus inorganiques) : ≤ 15 % (les valeurs typiques varient de 5 % à 15 %)
Noms du sulfonate de lignine :
Noms IUPAC :
acide 3-(2-hydroxy-3-méthoxyphényl)-2-[2-méthoxy-4-(3-sulfopropyl)phénoxy]propane-1-sulfonique
Acide lignosulfonique
Autres noms :
lignine sulfonée
sels d'acide lignosulfonique
