Ligniini

Ligniinipolymeerin rakenteen malli. Ligniini on haaroittunut polymeeri, jolla ei ole yhtä tiettyä rakennetta, ja tämä on vain eräs niistä malleista, jotka perustuvat tunnettujen rakenneyksiköiden yhdistelmiin.

Ligniini on vahvoja sidoksia muodostava polyfenoli. Se on maapallon toiseksi yleisin biopolymeeri, sillä puussa on selluloosan jälkeen eniten ligniiniä, noin 20–30 prosenttia. Ligniini on puussa kuitujen sidosaineena, ja sen vuoksi puun väri on yleensä kellertävä. Puun suurempi ligniinipitoisuus aiheuttaakin huomattavimmat erot puu- ja ruohovartisten kasvien välillä.

Ligniinin rakenne

Koniferyylialkoholi, ligniinin rakenneyksikkö.

Ligniinillä ei ole selkeää kemiallista rakennetta, mutta sille voidaan määrittää keskimääräinen kemiallinen kaava. Useita erilaisia rakennemalleja on ehdotettu ja tiedetään, että ligniinin rakentuu monolignoleista, joita ovat p-kumaryylialkoholi, koniferyylialkoholi, ja sinapyylialkoholi. Ligniin rakenne myös vaihtelee riippuen kasvista. Ligniini on hyvin haaroittunut polymeeri ja siten täysin amorfinen. Sitä ei voida kiteyttää.

Ligniini paperiteollisuudessa

Paperiteollisuudessa ligniini on puussa haitallinen komponentti, koska se sitoo puun selluloosan ja hemiselluloosan. Paperinvalmistuksessa ligniini pyritään poistamaan massasta mahdollisimman tehokkaasti ja sellua keittämällä se melko hyvin onnistuukin. Ligniini myös aiheuttaa vanhan paperin kellastumisen.

Ligniinin käyttökohteet

Selluteollisuudessa ligniini hyvän lämpöarvonsa takia yleensä poltetaan. Sulfaattiligniiniä (kraftligniini), jota saadaan sulfaattisellunkeitossa ja lignosulfonaattia, jota saadaan sulfiittisellunkeitoissa, voidaan kuitenkin käyttää esimerkiksi sideaineena teiden pölyämisen estämisessä, dispergointiaineena sementin valmistuksessa tai raaka-aineena useille hyödyllisille molekyyleille. Ligniinistä voidaan valmistaa muun muassa vanilliinia, DMSO:ta, etanolia ja ksylitolia.

Ligniinistä voidaan myös valmistaa termoplastisista raaka-ainetta, josta voidaan muovata kappaleita kuten muovista. Materiaali on ympäristöystävällinen vaihtoehto petrokemikaaleista valmistetuille muoveille.

Aiheesta muualla

• Ligniinin biosynteesi (englanniksi)
• Ligniini-instituutin kotisivut (englanniksi)