(记者温彩飞)8月8日,《自然》杂志以快速发表的形式报道了福建农林大学材料工程学院教授李帅的最新研究成果。该团队突破了传统木质素基木材胶黏剂制备工艺复杂、成本高、性能差的技术瓶颈,利用高活性木质素制备了一种新型的粘接性能优异的绿色木质素胶黏剂,有望成为石化基散装胶黏剂的理想替代品。
人造板广泛应用于建筑、家装等领域。我国人造板年产量超过3亿立方米,居世界第一。目前人造板常用的胶粘剂主要有脲醛树脂和酚醛树脂,其主要原料为化石产品,存在甲醛释放的问题。为了减少对化石材料的依赖,业界开始利用来自森林生物质的木质素代替部分苯酚合成木质素酚醛树脂胶粘剂。但由于工业木质素在分离过程中缩合严重、活性低,导致该胶黏剂粘接性能差、颜色深、成本高,不能完全克服甲醛释放的问题。因此,利用绿色低碳生物质制备低成本、高性能、无毒的木材胶粘剂备受学术界和工业界的关注。
受木质素以胶的形式结合森林生物质中的纤维素和半纤维素的启发,该团队从木材和秸秆等生物质中提取了高活性木质素,并制备了一种新型绿色木质素粘合剂。使用该木质素胶粘剂可在100 ~ 190℃的较宽热压温度范围内制备出性能优异的胶合板,具有绿色环保、工艺简单、性能优异、成本低廉等优点。
微观界面表征表明,木质素胶粘剂的粘结机理主要涉及木质素软化以及软化木质素对孔道等胞间孔隙的渗透和填充。二维核磁共振和显微红外光谱表明,胶粘剂中的木质素会发生原位自交联,并与植物细胞壁中的初生木质素发生交联反应。总的来说,木质素胶粘剂可以在板材界面形成物理和化学结合,实现绿色低碳木制品的高效制备。
相关论文信息:
https://doi.org/10.1038/s41586-023-06507-5
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