木质素在木材胶黏剂中的应用

合集下载

工业木质素在木材胶粘剂中应用的研究进展_刘纲勇

第24卷第2期2007年2月精细化工FI NE C H E M I CAL SVo.l24,No.2Feb.2007粘合剂工业木质素在木材胶粘剂中应用的研究进展*刘纲勇,邱学青*,邢德松(华南理工大学化工与能源学院广东省绿色化学产品技术重点实验室,广东广州　510640)摘要:工业木质素应用于木材胶粘剂的研究历史很长,但目前仍停留在小试或中试阶段,并没有工业化生产。

结合木质素的基本结构和化学改性,综述了其应用于酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰氨甲醛树脂和聚氨酯胶粘剂等常用木材胶粘剂及环保木材胶粘剂中的现状。

指出了工业木质素应用于木材胶粘剂未来研究的方向。

引用文献26篇。

关键词:工业木质素;改性;木材胶粘剂中图分类号:O636.2 文献标识码:A 文章编号:1003-5214(2007)02-0190-04R esearch Progress i n Applications of Industr i al L i gni ns toW ood Adhesi vesLI U G ang-yong,Q I U Xue-qing*,X I N G De-song(School of Che m ica l and Ener gy Eng i neering,Sout h China University of T echnol ogy,Guangz hou510640,Guangdong, China)Abstrac t:The research on app lica tions o f i n dustrial li g nin to w ood adhesives has a l o ng h isto r y,bu t it r e m ains still in labo rator y or pilot-plant scale,w ithou t industrialization.B ased on the funda m enta l struct u r es of lignin and che m ical m odifications,the m ain applicati o ns of industrial ligni n t o w ood adhesives,toge t h er w it h conven tiona l resins o f wood adhesive,inc l u d i n g pheno l-fo r m aldehyde,urea-for m a l d ehyde,m e la m ine-for m a l d ehyde and po l y urethane,as w ell as envir on m enta lly friendly w ood adhesive,w ere rev ie w ed.The r esearch orienta tion of applica tions of industrial li g nin to w ood adhesives is also po i n ted ou.t26r e ferences are cited.Key w ords:industrial li g nin;m od ification;wood adhesive 随着各国对生态环境的重视和天然林保护工程的实施,利用人工速生材、中小径级木材制造各种人造板已经成为世界木材工业发展的方向。

工业木质素性质对LPF胶粘剂性能的影响

ＩｌｎｅｆＰｒｐｅｔｅｇｉｎＰｅｆｒｎｅｆＬＰＦｈｓｖｅｎｆｕｅｃｏｏｒｉｓｏｆＬｉｎｎｏｒｏｍａｃｏＡｄｅｉ
ＡｂｔａｔＴｈｓａｅｉｔｏｃｔｅｍｐｒａｃａｄｐｌｃｔｏｏｔｅｅｌｃｍｅｔｆｉｎｎｏｔｐｅｏｉｐｅｏ－ｆｒｌｅｄｓｒｃ：ｉｐｐｒｎｒｄｕｅｈｉｏｔｎｅｎａｐｉａｉｎｆｈｒｐａｅｎｏｌｇｉｆｒｈｅｈｎｌｎｈｎｌｏｍａｄｈｙｅ
ｒｓｎｅｉｗｏｄｄｅｉｅ，Ａｎａａｙｅｅｆｃｏｃａａｔｒｏｌｇｉｉｃｕｉｓｕｃｏａｈｓｖｄｎｌｚｓｆｅｔｆｈｒｃｅｓｆｉｎｎｎｌｄｎｇｏｒｅ，ｃｔｏｉｉｎｆｉｎｏｕｆｎｔａｉｎｃｏｏｌｇｓｌｏａｅ，ｍｏｅｕａｗｅｇｔｌｃｌｒｉｈａｉｕｉｉｓｐｌｉｇｒｃｓ，ｏｔｅｅｒｏｍａｃｆｎｄｍｐｒｔｅ，ｕｐｎｐｏｅｓｎｈｐｆｒｎｅｏｗｏｄｄｅｉｅＦｎｌｙｔｅｅｅｒｈｒｅｔｔｏｏａｐｉａｉｎｓｏｉｄｓｒａｏａｈｓｖ．ｉａｌ，ｈｒｓａｃｏｉｎａｉｎｆｐｌｃｔｏｆｎｕｔｉｌ
大、本高、可再生、构与木质素的结２．成不结１木质素结构

木质素活化及在木材胶粘剂中的应用进展

基金项目:中央级公益性科研院所基金(C AFI NT 2007C05);国家“十一五”林业科技支撑计划项目(2006BAD18B1002);作者简介:孙其宁(1983-),男,在读硕士研究生,从事生物质材料化学资源化方面研究;3通讯联系人:E 2mail :ligy @ 木质素活化及在木材胶粘剂中的应用进展孙其宁,秦特夫,李改云3(中国林业科学研究院木材工业研究所,木材科学与技术重点实验室,北京　100091) 摘要:木质素是相对分子量较高的天然聚合物,由于具有苯酚结构利于制备木材胶粘剂,但是木质素本身反应活性低,一般都将其活化后再利用。

而且,除了以往利用最多的造纸工业产生的木质素外,研究发现木材经过褐腐菌降解后残留主要成分是结构部分发生变化的木质素,这种可再生生物质资源以其自身的结构特点在合成胶粘剂上也有很大的优势,本文结合木质素胶粘剂应用中的问题,重点概述了活化木质素的各种方法及褐腐木质素在木材胶粘剂中的应用。

关键词:木质素;活化;褐腐木质素;胶粘剂从胶粘剂生产的发展过程可以知道,胶粘剂在木材工业和木质人造板工业中起着十分重要的作用,可以说胶粘剂是木材工业中仅次于木材的重要材料,又是发展人造板工业不可缺少的关键材料,而且许多新型的复合材料的开发则更离不开胶粘剂[1]。

在木材复合材料生产中,使用最多的胶粘剂是以甲醛为基料的脲醛树脂、酚醛树脂和三聚氰胺树脂胶粘剂,以上三种胶的原料均来自不可再生的化石资源,在矿物资源日益减少和整个社会环抱意识增强的今天,开展利用我国丰富的可再生资源制备胶粘剂意义重大。

自然界中木质素是仅次于纤维素的第二大可再生资源,据估测全球每年可产生约6×1014t ,人们很早就开始将木质素这种可再生生物质资源应用到工业、农业等各种领域中。

而且,除了以往应用最多的造纸工业所产生的木质素外,我国还存在大量由于种植茯苓中药材而产生的废弃褐腐材,研究发现木材褐腐后其主要成分是结构部分发生变化的木质素,将褐腐木质素活化处理后制备胶粘剂对拓展废弃木材的增值利用具有重要意义。

木质素的应用

木质素的应用木质素以其独有的理化性能在工农业等多个领域都有着广泛的应用。

1.木质素在工业上的应用工业木质素的性质随植物种类、取得方法或分离方法不同而有所差别。

但从结构上看，它们都有非极性的芳环侧链和极性磺酸基等，都具有亲油性和亲水性。

因而赋予其良好的表面活性和分散性。

可用作水泥减水剂、水泥助磨剂、沥青乳化剂、钻井泥浆调节剂、堵水剂和调剖剂、稠油降粘剂、三次采油用表面活性剂、水煤浆添加剂、表面活性剂和染料分散剂等。

使用盆巨大，是工业木质素最成熟的应用领域。

木质素很早就作为粘结剂使用。

木质素分子上存在羧基、羟基和双健，内聚力大、强度高，添加其他有相似的官能团的化合物，如妥尔油树脂，便可作为粘结剂在纤维板制造中使用。

木质素在工程塑料中的应用也很广。

干态木质素通常是粉末状的，主要作为合成高分子树脂填充剂，属于共混的范畴。

近十年来，木质素一树脂的共混技术已取得了显著进步。

木质素与聚抓乙烯(PVC)的相容性较好，可以直接进行共混。

另外通过紫外光照射下2000h老化前后的耐疲劳性能，发现木质素还有良好的抗光降解性。

木质素是一种含有大量亲水性官能团的极性高分子，与非极性树脂聚乙烯(PE)间的相容性不好，一般须采用加人相容剂的方法克服。

目前对于木质素在塑料中的应用研究，重点仍放在增容技术的发展方面，如何简便有效的提高木质素与树脂之间的相容性，是木质素得以在塑料工业中大规模使用的关健，另外以木质素为基体通过接枝聚合生产可完全降解高分子材料的技术，近年来也有长足的发展，有望发展成为一类新品种工程塑料。

木质素具有一定的吸附特性，可通过适当的改性聚合获得具有多功能、商性能的木质素基吸附材料。

可应用于环保、生物、医药、冶金、电艘、材料等领域。

2.木质素在农业上的应用木质素在农业上的大盆使用，主要是作为肥料和各种肥料的添加剂，农药缓释剂、植物生长调节剂、土攘改良剂等。

(1)肥料目前用木质素生产肥料的报道较多，主要通过利用木质素结构单元苯环和侧链上的各种活性基团表现出的缓释、整合等性质对木质素进行改良、改性，制备各种功能性肥料，如制造缓释肥料、木质素微肥、高效磷肥等。

木质素的提纯以及在脲醛树脂胶粘剂中的应用

木材加工 Timber Processing二一一年第四期林业实用技术木质素的提纯以及在脲醛树脂胶粘剂中的应用张杰(崇明县环境监测站上海 202150)[摘要] 针对脲醛树脂胶粘剂中游离甲醛含量偏高的问题,研究了尿素/甲醛摩尔比对树脂中游离甲醛含量的影响,选用木质素作为脲醛树脂的改性剂。

分析了木质素添加量对树脂中游离甲醛的影响以及木质素的纯度对游离甲醛的捕捉效果。

结果表明,摩尔比越低,树脂中的游离甲醛含量越高;木质素通过苯-乙醇的浸提,有助于提高木质素对游离甲醛的捕捉能力。

当树脂中M 2的含量为尿素的30%时,脲醛树脂的胶合强度为5 91M pa,游离甲醛含量为0 094%,均达到最佳值。

此外,木质素对脲醛树脂的耐水性能也有明显的改善。

[关键词] 脲醛树脂木质素提纯游离甲醛胶合强度黑液是造纸厂用烧碱法或硫酸盐法蒸煮植物纤维原料制造纸浆后排出的废液,内含大量自然条件下不易降解的木质素和有机酸盐以及残余的氢氧化钠、硫化钠等,严重污染生态环境[1]。

木质素是重要的天然多酚类高分子,木质素分子中含有大量的酚羟基,除了紫丁香基苯丙烷以外,其它两种结构中的酚羟基的邻位还是空位,这就表明该类酚羟基有活性,即可以与羟甲基脲很好的结合反应,又可以与未反应完全的甲醛反应[2-4]。

脲醛树脂(U F)胶粘剂是以尿素和甲醛为原料,在弱碱性或酸性条件下先经加成反应、缩聚反应生成初期树脂,然后在固化剂或加热作用下形成的不溶、不熔的末期树脂。

脲醛树脂胶粘剂具有胶合强度高、固化快、制造简单、操作性能好、成本低廉、原料丰富和综合性能优良等诸多优点,在木材加工、涂饰行业、纸张粘接、钢化涂料,尤其是胶合板、刨花板、纤维板等人造板用胶粘剂生产中有着广泛应用,因而已成为我国人造板生产的主要胶种,占人造板用胶量的90%以上。

但是,UF 树脂与其他胶种相比,还存在着游离甲醛含量高、耐水性差、固化后胶层脆性大等缺点,因而其使用范围受到限制[4-6]。

木质素在人造板胶粘剂中的应用

木质素在人造板胶粘剂中的应用
人造板是一种广泛应用于建筑、家具、装饰等领域的材料，其主要成分是木质素。

木质素是一种天然的高分子化合物，具有优异的物理和化学性质，因此被广泛应用于人造板胶粘剂中。

人造板胶粘剂是一种将木质素与其他化学物质混合后制成的胶水，其主要作用是将木材颗粒、木屑等材料粘合在一起，形成坚固的人造板。

在人造板胶粘剂中，木质素的作用主要有以下几个方面：
1.增强粘合力：木质素具有优异的粘合性能，可以增强胶水的粘合力，使人造板更加坚固。

2.提高耐水性：木质素具有良好的耐水性能，可以使人造板在潮湿环境下不易变形、开裂。

3.改善板面质量：木质素可以填充人造板表面的毛孔和裂缝，使板面更加平整、光滑。

4.提高板材强度：木质素可以增加人造板的硬度和强度，使其更加耐用。

除了以上作用外，木质素还可以提高人造板的耐火性、耐腐蚀性和耐磨性等性能，使其更加适用于各种不同的应用场合。

木质素在人造板胶粘剂中的应用是非常重要的，它可以提高人造板的质量和性能，使其更加适用于各种不同的应用场合。

随着科技的
不断发展，人造板胶粘剂中木质素的应用也将不断得到拓展和创新，为人们创造更加优质的人造板产品。

木质素高效胶粘剂的开发与应用

CPF：市售胶 60: 配方：木素替代率40%; P/F=1:1.5; NaOH用量10%（木素+苯酚重量）配成 30的溶液（即苯酚56.4g, 木素37.6g, 甲醛溶液82.7g, NaOH 9.4g）。合成工艺：甲醛与木素混合同时加入总碱量1/2的碱溶液，混合均匀，搅拌下 80℃反应60min→加入剩余的碱液，30min内匀速滴加苯酚→滴加完成后升温至 90℃（约10min）→达到90℃后计时取样至粘度符合要求→趁热出料此次出料时间60min
（mPa.s）
8.28 56.352 3371 1.166 5.739
8.15 54.321 80071 1.196 1.624
7.98 54.858 82782 1.095 1.219
8.65 55.889 3005 1.216 3.249
8.38 57.997 4559 1.191 2.395
8.53 58.050 13077 1.206 1.660
O HH2O
O
Na+ H
OCH2OH Na+ O or HO H-
O-
OH CH2
OH
苯酚-甲醛反应机理
H2NCONH2 + HCHO → H2NCONHCH2OH(一羟甲基脲)
H2NCONHCH2OH+HCHO → HOCH2NHCONHCH2OH(二羟甲基脲)
(2)亚甲基化反应:在酸性条件下，脲和羟甲基脲反应，生成聚甲叉脲. H2NCONH2 + HOCH2NHCONH2 → H2NCONHCH2NHCONH2 + H20(甲叉二脲)
H2NCONH2 → H2NCONH2 + HOCH2NHCONHCH2OH +

木质素在高分子材料中的应用

木质素在高分子材料中的应用
木质素是世界上绿色材料的主要来源，因其膨胀性能高、耐候性好、阻燃性能强和抗氧化性能好而备受青睐。

木质素在高分子材料中的应用也日益增多，主要应用于塑料、橡胶、涂料、粘合剂、分散剂、消泡剂、抗紫外线剂等领域。

首先，木质素的主要作用是用作塑料改性剂，可以改善塑料的物理性能，增加其热稳定性、成型性和耐受性。

其次，木质素还可以作为橡胶硫化助剂，以提高橡胶的弹性和硬度，从而增强其耐磨性、耐热性和抗气候变化性。

此外，木质素还可以用作涂料，改善涂料的抗老化性、抗水性和耐久性，从而使其成为木材表面涂装的理想材料。

此外，木质素还可以用作粘合剂和分散剂，可以提高材料的密度，促进材料的结合和被结合，从而改善其性能。

此外，木质素还可以用作消泡剂，能够去除因添加大量气泡而产生的材料的不良影响，有助于改善材料的外观和性能。

最后，木质素还可以用作抗紫外线剂，可以用来增强材料对紫外线的抵抗性，从而减少材料对紫外线的影响。

木质素在高分子材料中的应用具有许多优势，如提升材料的物理性能、延长材料的使用寿命、提高材料的抗气候变化性和抗老化性等，这为消费者提供了更高品质和性能的产品。

此外，木质素还具有环保、可再生、无毒、低成本等优势，适合应用在材料工业中。

总之，木质素在高分子材料中的应用具有多项优势，从技术上说，木质素已经成为高分子材料中不可缺少的一种重要原料。

随着科学技术的不断进步，木质素在高分子材料中的应用也将得到进一步的发展。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

木质素在木材胶黏剂中的应用
作者：穆有炳，施娟娟，王春鹏，赵临五，储富祥，莫亚莉， MU You-bing， SHI Juan-juan， WANG Chun-peng， ZHAO Lin-wu， CHU Fu-xiang， MO Ya-li
作者单位：穆有炳,王春鹏,赵临五,储富祥,MU You-bing,WANG Chun-peng,ZHAO Lin-wu,CHU Fu-
xiang(中国林业科学研究院,林产化学工业研究所,生物质化学利用国家工程实验室,国家林
业局林产化学工程重点开放性实验室,江苏,南京,210042)，施娟娟,SHI Juan-juan(南京林
业大学化学工程学院,江苏,南京,210037)，莫亚莉,MO Ya-li(南京工业大学化学工程学院
,江苏,南京,210009)
刊名：
生物质化学工程
英文刊名：BIOMASS CHEMICAL ENGINEERING
年，卷(期)：2009,43(3)
1.AIONSO M V Gelation and isoconversional kinetic analysis of lignin-phenol-formaldehyde resol
resins cure[外文期刊] 2006(03)
2.LEI Hong;PIZZI A;DU Guan-ben Environmentally friendy mixed tannin/lignin wood resins 2007(01)
3.张惠民环保型木质紊阻燃粘合剂的制备方法 2002
4.GENG Xing-lian;LI Kai-chang Investigation of wood adhesives from kraft lignin and polyethylenimine [外文期刊] 2006(08)
5.LI Kai-chang;GENG Xing-lian Investigation of formaldehyde-free wood adhesives from kraft lignin and a polyaminoamide-epichlorohydrin resin[外文期刊] 2004(04)
6.尹子康;朴载允木索磺酸盐在胶合板生产上的应用 1994(03)
7.刘纲勇;邱学青;邢德松工业木质素在木材胶粘剂中应用的研究进展[期刊论文]-精细化工 2007(02)
8.KHAN Development and characterization of a wood adhesive using by lignin 2004(06)
9.曾文;穆环珍造纸黑液资源化工程木质素应用的研究:木质素做酚醛型木材胶粘剂 1997(01)
10.ALONSO M V;OLIET M Modification of ammonium lignosulfonate by phenolation for use in phenolic resins[外文期刊] 2005(96)
11.KHAN M A;ASHRAF S M Studies on thermal characterization of lignin substituted phenol formaldehyde resin as wood adhesives 2007(03)
12.刘纲勇;邱学青;邢德松麦草碱木素酚化改性及其制备LPF胶粘剂工艺研究[期刊论文]-高校化学工程学报
2007(04)
13.SUDAN Preparing a black liquor phenol formaldehyde thermeset resin 2003
14.国婷;陈克利;杨淑蕙从制浆黑液中分离木素及木素-苯酚-甲醛(LPF)树脂制备的研究 1999(01)
15.安鑫南;HERBERT A S;GERALD ET脱甲基化硫酸盐木质素代替酚在木材粘合剂的应用 1995(03)
16.ALONSO M V Use of a methylolated softwood ammonium lignosulfornate as partial substitute of phenol in resel resins manufacture 2004(03)
17.穆有炳;王春鹏;赵临五E0级碱木质素-酚醛复合胶粘剂的研究[期刊论文]-现代化工 2008(z2)
18.皮齐A木材胶粘剂化学与工艺学 1992
19.彭园花;曾祥钦;卢红梅木质素的提纯及其在脲醛树脂胶粘剂中的应用[期刊论文]-当代化工 2006(06)
20.CHEN Ru-bie;WU Quo-xiong Modified lignesulfonate as adhesive 1994(03)
21.BASKIN M;LOFE L O;PUKIS A Z Composition board binding material 2001
22.SCHMITT Non-toxic stable lignesulfonate-urea-formaldehyde compesition and method of preparation thereof 1991
23.林时峰中国木材工业含醛类胶粘剂消费白皮书新闻发布会在北京召开 2007(04)
24.YASUYUKI M Surface characteristics of phenol-formaldehydelignin resin determined by contact ansle measurement and inverse gas chromatography[外文期刊] 2006(2)
25.MCVAY Reactive phenolic resin modifier 1999
26.方继敏;潘婵草浆造纸黑液用于人造板胶粘剂的研究[期刊论文]-粘接 2005(01)
27.孙其宁;秦特夫;李改云木质素活化及在木材胶粘剂中的应用进展[期刊论文]-高分子通报 2008(09)
本文链接：/Periodical_lchgtx200903011.aspx。