1.木质素磺酸盐减水剂的发展概况

    木质素磺酸盐减水剂是从20世纪30年代开始在美国研究和生产的，1935~1937年，美国学者E.W.Scripture研制成功以木质素磺酸盐为主要成分的混凝土减水剂——塑化剂，并申请了技术发明专利，标志着现代意义上的混凝土外加剂历史的开端。当时木质素磺酸盐减水剂的成功使用，使塑性混凝土的制备和浇筑成为可能，并且在很长一段时间在公路、大坝、建筑、桥梁、隧道和地下工程等各种建设中发挥了不可替代的重要作用。自此，很多国家开始了木质素磺酸盐在混凝土中作用的基础研究工作，探明了木质素磺酸盐的分散机理和对混凝土各种性能的影响。

    20世纪50年代，日本引进美国的木质素磺酸盐减水剂制造技术，生产了以木质素磺酸盐为代表的混凝土减水剂，并将这种混凝土减水剂大规模用于水库和城市建设，极大地推动了亚硫酸盐制浆废液和木质素磺酸盐的开发与应用。

    木质素磺酸盐减水剂的迅速发展和推广应用是从20世纪60年代开始的。随着混凝土制品种类日益增多，结构物更加复杂并向大型化发展，出现了许多超大型的特种混凝土结构物，如海上钻采平台、大跨度桥梁、运输液化气的水泥船、贮油罐和大型钢筋混凝土塔等，这些新型混凝土制品和特殊工程，仅仅依靠当时已有的振动、加压、真空等工艺已不能满足施工要求，迫切需要为混凝土制备和施工提供性能优异的外加剂。木质素磺酸盐减水剂由于具有原料来源广泛、产品环保、价格低廉等特点，受到工程界的欢迎。

    我国对木质素磺酸盐减水剂的研究和开发起步较晚，直到20世纪50年代，才开始对亚硫酸盐制浆废液的应用研究。我国用传统方法生产的木质素磺酸盐减水剂，由于磺化、分子量范围的选择、脱糖等工艺方面的不完善和不稳定性，近年来一直影响这类减水剂实际工程的应用效果，尤其是各类高性能减水剂推广应用后，木质素磺酸盐减水剂的应用地位严重下降，成为混凝土减水剂的配角，主要以混凝土的复配应用为主。但是在人类对环境保护日益关注、石油资源日益匿乏的今天，采用天然的、可再生的木质素制备木质素磺酸盐减水剂仍有很大的发展空间。

2.木质素磺酸盐减水剂的化学结构

    木质素磺酸盐减水剂源自木质素，木质素是由苯丙烷基结构单元构成的高分子聚合物，也是一种光合作用的产物，在自然界可再生资源中木质素的储量仅次于纤维素，是自然界最为丰富的可再生芳香族化合物，从其化学组成来看，它是由3个苯基丙烯烂单体（对香豆醇、松柏醇和芥子醇）经脱氢聚合而成的天然高分子聚合物。这三种单体经过生化酶的催化脱氢，产生了不规则的任意偶合而形成的具有三维空间结构的非结晶质聚合物，因此木质素的结构具有多样性。

    木质素磺酸盐减水剂同木质素一样，组成结构是比较复杂的。其反应主体是苯丙基，在硫酸盐制浆条件下被磺化，磺酸基取代羟基，形成水溶性的磺酸盐，由于磺化过程既有断链又有缩合，因此木质素磺酸盐减水剂是一种分子量分布范围非常宽的多聚物分散体，属于阴离子型的表面活性剂。