福州高校突破木质素胶黏技术，福建农林大学成果荣登《自然》期刊
福建农林大学研究成果登上国际顶级学术期刊《自然》
2023-08-16 08:11:54来源：福州晚报作者：梁凯鸿
福建农林大学研究成果登上国际顶级学术期刊《自然》
这种“胶”可批量生产无醛人造板
福州作为全国重要的林产工业与科研高地，正加速推动绿色建材自主创新。近日，福建农林大学材料工程学院帅李教授团队成功从木材、秸秆等天然生物质中提取高活性未缩合木质素，研制出一种纯天然、零甲醛添加的新型木材胶黏剂，为无醛人造板的大规模工业化生产提供了全新路径。
8日，国际权威学术期刊《自然》（Nature）在线发表该团队题为“Wood with as”（大意为“以未缩合木质素为胶黏剂粘接木材”）的研究论文。福建农林大学为该成果唯一完成单位，标志着福建省在生物质高值化利用领域实现重大原创性突破。
帅李教授在做实验。
背景：
无醛人造板消费量稳步增长
我国人造板年产量超3亿立方米，稳居全球第一。《中国人造板产业报告2022》指出，随着健康家居理念普及，低醛/无醛人造板产销量持续攀升。但传统脲醛树脂、酚醛树脂等石油基胶黏剂仍占主导，其合成与使用过程易释放甲醛，且高度依赖不可再生化石原料。
此前，行业尝试用工业木质素部分替代苯酚制备木质素-酚醛胶，受限于木质素在制浆过程中严重缩合、反应活性低，导致胶合强度不足、色泽深、成本高，始终未能实现规模化应用。如何以绿色低碳方式，开发低成本、高性能、真正无醛的生物基胶黏剂，成为福建乃至全国林产化工领域的关键攻关方向。
用新型木质素胶黏剂制成的无醛人造板。
突破：
从木材或秸秆中提取木质素制成胶黏剂
帅李团队另辟蹊径，受林木自身结构启发——木质素本就是天然“生物胶”，在植物细胞壁中紧密连接纤维素与半纤维素。研究团队优化提取工艺，首次获得高反应活性、低缩合度的未改性木质素，并直接用于胶黏剂配制。
“该胶黏剂可在100℃至190℃宽幅热压条件下稳定制备高性能胶合板。”帅李介绍，微观分析显示，热压时木质素软化后充分渗透导管与胞间孔隙；二维核磁与显微红外光谱进一步证实，胶体中木质素不仅发生原位自交联，还能与木材细胞壁中原生木质素形成化学键合，实现物理嵌合与化学锚定双重增强。
记者现场观察发现，该木质素胶黏剂呈浅琥珀色，质地细腻均匀，散发天然木香，手感接近植物精油乳液。“它能在板材界面构建牢固的‘绿色胶层’，所制人造板不仅静曲强度、弹性模量达标，更具备优异耐潮性与耐水性。”帅李表示，目前技术已完成中试验证，首批应用该胶黏剂的无醛人造板即将面向福州及全国市场推广。
意义：
有望替代传统胶黏剂
“这项工作突破了木质素基胶黏剂长期存在的活性低、工艺繁、性能弱三大瓶颈。”国家“万人计划”科技创新领军人才、福建农林大学陈礼辉教授评价道，“方法简洁高效，成本可控，性能媲美甚至优于传统石油基产品，极具产业化前景。”
作为全球最丰富的天然芳香聚合物，木质素过去多被作为燃料低值利用。此次成果显著提升其附加值，为福建发展生物基新材料、构建林业循环经济体系注入强劲动能。陈礼辉指出，该胶黏剂有望逐步替代脲醛树脂、酚醛树脂等大宗石化胶种，助力工程材料向绿色化、低碳化、可持续化升级。
据悉，项目获国家自然科学基金、国家林草局青年拔尖人才计划及福建省杰出青年科学基金联合支持。
相关链接
闽企产出绿色环保人造板
“吃进”巨菌草“吐出”纤维板
在福州，绿色人造板创新不止于高校实验室。位于福州的国家菌草工程技术研究中心联合福人森工，在去年成功试产全球首批巨菌草高强度纤维板——以“草代木”，实现农林废弃物高值转化。思嘉集团则依托福州本土研发能力，推出Non-PVC生态环保地板，采用PP环保原料，经检测不含卤素、增塑剂及甲醛，单位面积重量较PVC地板降低20%，显著减少运输碳排放，相关工艺已启动专利申报。
《中国人造板产业报告2022》强调，中国人造板产业通过高效利用竹材、芦苇、巨菌草等非木质资源，持续为全球提供绿色建材方案，对减缓森林采伐、应对气候变化具有重要意义。未来，福建在竹木复合、菌草基材、木质素功能化等方向的产学研协同，将进一步夯实福州作为东南绿色制造创新高地的地位。（记者 梁凯鸿/文 受访者供图）
【责任编辑：陈颖】
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