Lignin besitzt viele Hydroxylgruppen und ist als Nebenprodukt der Zellstoff- und Papierindustrie leicht zugänglich. Es ist ein perfekter Kandidat als Polyol-Vorläufer für Polyurethan. Ligninbasierte Polyurethane entstehen typischerweise durch die Reaktion von Diisocyanat mit entweder modifiziertem oder unmodifiziertem Lignin.
Allerdings hat Lignin auch Nachteile, nicht zuletzt, weil es das Material spröde macht; Daher wird es häufig mit anderen Polyolen kombiniert, um die Leistung zu verbessern. Dennoch sind nur etwa 30 % des Lignins tatsächlich nutzbar. Ein weiterer Nachteil ist die begrenzte Reaktivität der Ligninhydroxylgruppe mit Isocyanaten, insbesondere aromatischen Isocyanaten, aufgrund der sterischen Hinderung. Um dieses Problem zu lösen, werden häufig Modifikationstechniken wie die Hydroxypropylisierung eingesetzt.
Der endversiegelnde Isocyanat-Ansatz ist eine alternative Möglichkeit zur Herstellung von Polyurethanen auf Ligninbasis, die in der Branche weit verbreitet istKlebstoffewurde von einem Forschungsteam an der ABC Federal University in Brasilien entwickelt. Die anfängliche Wechselwirkung mit der Polyolhydroxylgruppe wird durch die erste Reaktion der Isocyanatgruppe mit dem terminalen Mittel verhindert, was zur Bildung einer funktionellen Gruppe führt, die chemisch stabil ist. Erst oberhalb der Temperatur, bei der die Schutzgruppe dissoziiert, entstehen Polyurethanbindungen.
Lignin aus Eukalyptus-Hartholz wurde extrahiert und dann mit MDI unter Verwendung von Rizinusöl als zweitem Polyol und Diisopropylamin als Endwirkstoff umgesetzt. Sie behaupten, dass das resultierende Polyurethan für den Einsatz in Einkomponentenklebstoffen oder Beschichtungen geeignet sei, die durch Hitze aktiviert werden. Insbesondere einschichtige Schertests auf Stahlsubstraten belegen die überlegene Leistung von Polyurethanen auf Hydroxypropylligninbasis.
Zu den Vorteilen dieses Verfahrens gehören eine geringere Feuchtigkeitsempfindlichkeit, eine geringere Toxizität und eine bessere Lagerstabilität aufgrund der verringerten Konzentration an Cyanatestern. Es kann auch zur Steuerung der Molmasse und Molekülstruktur von Polyurethanen verwendet werden.