Page 17 - 《精细化工》2023年第5期
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第 5 期 武 颖，等: 木质素抗氧化活性的构效关系研究及应用进展 ·937·
学防晒剂的光降解速率。 木质素（LCS）自组装制备了一种 LCS@TiO 2 复合
以二氧化钛（TiO 2 ）、氧化锌（ZnO）为代表的 微球。结果显示，LCS@TiO 2 微球显著提升了防晒
物理防晒剂具有光催化活性，同样会在光照条件下 霜的紫外防护性能，同时木质素可高效清除 TiO 2 产
产生活性自由基，造成皮肤伤害或加快高分子聚合 生的自由基，在延长紫外防护时效的同时保护人体皮
物的催化降解。木质素可以抑制 TiO 2 的光催化作用， 肤免受伤害（图 6）。CHEN 等 [62] 利用酶解木质素与
其抑制程度与木质素中的酚羟基数量有关 [60] 。LI 等 [61] TiO 2 结合制备了接近人体肤色的防晒微球，结果显示，
以十二烷基苯磺酸钠为结构导向剂，利用季铵化碱 防晒微球对 DPPH•的清除能力是纯 TiO 2 的 16 倍。
图 6 木质素清除自由基和抗紫外示意图 [61]
Fig. 6 Scavenge free radicals ability and anti-UV radiation of lignin [61]
木质素与部分防晒活性组分的协同效应使得二 方式及时分解，避免长期堆积造成环境污染。
者复配使用时具有优异的抗紫外性能，木质素的抗 何明宇 [63] 将偶联剂改性的棉杆木质素与聚丙烯
氧化特性更是提高了其在防晒品中的附加值：一方 共混制备复合材料，材料经过 30 d 热氧老化处理后，
面，长时间的紫外辐射会导致自然环境以及人体肌 其力学性能和静态毛细管流变性能基本保持不变。
肤产生活性氧自由基，破坏 DNA、细胞膜和蛋白质， 沥青常会因老化发生表面开裂，HU 等 [64] 研究发现，
加速肌肤衰老，因此木质素本身就可以作为抗氧化 沥青老化通常是因为其 H 原子与空气中的 O 2 、过氧
添加剂对人体皮肤起到保护功能；另一方面，无论 化羟基自由基（HO 2 • ）发生反应，而木质素的 H 原
是化学防晒还是物理防晒，其防晒剂结构都易因自 子与 O 2 和 HO 2• 的反应速度快于沥青，因此添加木
由基的攻击产生缺损，致使防晒功能减弱或失效， 质素可以对沥青起到保护作用。INTAPUN 等 [65] 将木
木质素可以减缓此现象的发生，提高防晒效率。当 屑中提取出的木质素作为填料加入橡胶中。结果显
然，木质素在防晒产品中的应用研究仍处于起步阶 示，木质素显著提高了橡胶的拉伸强度、弹性模量
段，其抗紫外机制及木质素抗氧化对其抗紫外性能 以及热氧老化性能，当木质素的质量分数为 1.5%
的影响机制并不完全清晰。对此，可选取合适的模 时，可表现出与市售抗氧剂相当的抗老化性能，即
型物或低聚物为突破口，进行木质素抗紫外研究。 木质素可以同时作为绿色抗氧剂和替代补强填料进
再者，木质素基防晒剂的开发还面临木质素颜色深、 行使用。
单一使用防护性能不佳、与现有防晒霜基质相容性 天然聚合物（如纤维素、淀粉、壳聚糖等）和
差等问题，需要研究人员继续探索解决。 一些合成聚合物（如聚乳酸、聚乙二醇、聚己内酯
3.2 高分子功能复合材料 等）因具有良好的生物相容性和可降解性受到人们
以高分子聚合物为基体制备的功能材料在加工 的广泛青睐，但单一天然聚合物制得的材料通常应
和长时间使用的过程中易受到光照、热氧化等作用 用性能欠佳。VIJAYAKUMAR 等 [66] 将木质素纳米颗
发生老化降解，添加抗氧剂可有效延缓该现象发生。 粒用作增强剂加入壳聚糖中，制备了一种壳聚糖基
与现有的合成类抗氧剂相比，相对分子质量高的木 木质素纳米复合膜。膜中木质素纳米颗粒的质量分
质素基抗氧剂与高分子聚合物有更好的相容性，不 数为 15%时，复合膜比纯壳聚糖膜的拉伸强度和杨
易发生迁移损失。同时，木质素的天然可降解性保 氏模量分别提高了 86%和 93%，抗氧化活性提升近
证了聚合物材料在使用寿命到期后可以通过填埋等 6 倍。木质素在聚乳酸（PLA）基体中的分散效果会
