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木質(zhì)素膠黏劑的生產(chǎn)原理與方法

木質(zhì)素又稱木素，是自然界唯一能提供可再生芳香基化合物的非石油資源，且數(shù)量僅次于纖維素，為第二大天然高分子材料。

天然植物中，木質(zhì)素就像黏合劑一樣，分布在纖維的周圍，以及纖維內(nèi)部的細(xì)小纖維之間，使之成為強(qiáng)有力的骨架結(jié)構(gòu)，樹木之所以能夠挺立幾十米甚至上百米不倒，就是因?yàn)槟举|(zhì)素的黏合力，工業(yè)制漿的目的就是通過機(jī)械的或化學(xué)的方法去除中間的木質(zhì)素和半纖維素，最終使纖維素得到分離。

木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)單元上既含有可用作酚與醛反應(yīng)的基團(tuán)，又含有可用作醛與尿素反應(yīng)的基團(tuán)。因此，把木質(zhì)素引入膠黏劑中，則既可以節(jié)約甲醛，又可以節(jié)約尿素。

木質(zhì)素膠黏劑（簡稱木質(zhì)素膠）以木質(zhì)素為基體。木質(zhì)素是木材中含量僅次于纖維素的物質(zhì)，為無色或淡黃色樹脂狀物質(zhì)，目前主要從紙漿廢液中提取。

從硫酸鹽紙漿中提取的為單亞硫酸結(jié)構(gòu)的硫代木質(zhì)素，從亞硫酸鹽紙漿中提取的是磺酸鹽結(jié)構(gòu)的磺酸木質(zhì)素。木質(zhì)素膠主要用于木材粘接。

目前通常將木質(zhì)素與酚醛樹脂或環(huán)氧樹脂進(jìn)一步縮聚改性，以提高其粘接強(qiáng)度和改善其施工性能。

在制漿造紙工業(yè)中，木質(zhì)素因部分降解和磺酸基的引人而使其能夠溶于水中，最終形成黑液。綜觀國內(nèi)外利用木質(zhì)素制備木材膠黏劑的研究工作，大致可歸納為以下幾種方法：

（1）直接利用亞硫酸鹽制漿廢液或磺酸鹽木質(zhì)素（SSL）制造膠黏劑，其最典型的方法是利用高溫長時(shí)間熱壓和高溫長時(shí)間處理，再利用濃硫酸固化。

（2）用超濾等非化學(xué)方法處理以分出分子量適合于作膠部分加以利用。超濾法被認(rèn)為是控制木質(zhì)素性能均一化的有效方法。

（3）使用時(shí)加人交聯(lián)劑或過氧化物以促進(jìn)木質(zhì)素膠的交聯(lián)固化。其中以過氧化氫氧化法運(yùn)用最為廣泛，它通過氧化偶合作用使木質(zhì)素交聯(lián)起來。

（4）對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行化學(xué)改性以提高反應(yīng)活性。常用的改性方法有木質(zhì)素的羥甲基化反應(yīng)、木質(zhì)素的去甲基化反應(yīng)和木質(zhì)素一苯酚縮合反應(yīng)，此外還有木質(zhì)素的羧甲基化反應(yīng)、氧化反應(yīng)、硝化反應(yīng)和氯化反應(yīng)等，采用溶劑分解木質(zhì)素、蒸汽爆破木質(zhì)素也可制得性能優(yōu)良的膠黏劑。在磺酸鹽木質(zhì)素中，銨基活性最大，鈣基最低，而且將銨基木質(zhì)素與脲醛樹脂混合作用，能降低板的甲醛釋放量。加入多價(jià)金屬鹽，如硫酸鋁、三氯化鋁等可提高其耐水性。

（5）木質(zhì)素與苯酚甲醛共縮聚或與酚醛樹脂混合制膠。直接與酚醛（PF）樹脂混合制膠，經(jīng)超濾后與PF混合制成Kraeex膠，經(jīng)羥甲基化改性之后與PF樹脂配合使用。

與木質(zhì)素混合制膠，以采用堿催化的甲階酚醛樹脂者為多，因其在結(jié)構(gòu)上與木質(zhì)素的化學(xué)親和性較佳，尤其是反應(yīng)初期，它含有大量的羥甲基，與木質(zhì)素交聯(lián)共聚反應(yīng)活性更佳。基于混合原理，應(yīng)選擇性能最合適的酚醛樹脂與木質(zhì)素匹配。

（6）木質(zhì)素與尿素甲醛共縮聚或與脲醛樹脂、三聚氰胺等混合制膠。此外，還可采用氫化裂解的方法，使木質(zhì)素轉(zhuǎn)變成單核酚作為合成樹脂的初始原料加以利用。