2012-7-3 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
關(guān)鍵詞：生物質(zhì)膠粘劑 研究 應(yīng)用
生物質(zhì)膠粘劑研究與應(yīng)用日益擴(kuò)大。我國(guó)作為世界膠粘劑生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，產(chǎn)量年均增長(zhǎng)率高于同期國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度。三醛膠(脲醛、酚醛和三聚氰胺甲醛樹(shù)脂膠)以年均40%的市場(chǎng)占有率成為膠粘劑中產(chǎn)量最大的產(chǎn)品。據(jù)專(zhuān)家介紹，我國(guó)膠粘劑消耗量最大的是膠合板及木工行業(yè)，其次是建筑建材業(yè)。近年來(lái)隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和國(guó)家環(huán)保法規(guī)的健全、石油儲(chǔ)量的減少，和基于石油的高分子材料帶來(lái)的價(jià)格上揚(yáng)和環(huán)境污染問(wèn)題，使得膠粘劑工業(yè)重新考慮天然膠粘劑。
生物質(zhì)膠粘劑作為一種以可再生的、來(lái)源于生物的有機(jī)資源為原料的，環(huán)境友好型膠粘劑再次成為研究熱點(diǎn)。國(guó)外生物質(zhì)膠粘劑研究與應(yīng)用的新進(jìn)展如何?傳統(tǒng)生物質(zhì)膠粘劑使用的歷史十分悠久，其應(yīng)用也非常廣泛。但由于傳統(tǒng)生物質(zhì)膠粘劑存在膠接性能差的缺陷，伴隨著合成樹(shù)脂木材膠粘劑的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，傳統(tǒng)生物質(zhì)膠粘劑的應(yīng)用逐漸減少。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，由于石油衍生物價(jià)格上漲帶來(lái)的成本問(wèn)題和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題日益突出，使利用價(jià)格低廉的可再生資源代替石油資源，發(fā)展環(huán)保型膠粘劑成為膠粘劑工業(yè)面臨的緊迫任務(wù)。人們研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)生物原料進(jìn)行改性和變性，可以改善生物質(zhì)膠粘劑的耐水和膠接性能并應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。
據(jù)專(zhuān)家介紹，Jenn等人通過(guò)對(duì)大豆蛋白進(jìn)行酰化改性，所制的膠粘劑可以用于紙張涂布。Boyer等人用緩慢冷凍和融化的方法來(lái)生產(chǎn)植物蛋白膠粘劑，并應(yīng)用于紡織、紙箱包裝及水基涂料等行業(yè)。2001年美國(guó)的Soypolymer公司，研制了一種多功能的化學(xué)改性大豆分離蛋白，可以用于涂料、膠合板的粘接等許多領(lǐng)域。KaichangLi通過(guò)研究海蚌粘性蛋白質(zhì)，然后利用多巴胺對(duì)大豆蛋白質(zhì)進(jìn)行改性，成功開(kāi)發(fā)出環(huán)境友好型木材膠粘劑，其膠接性能和耐水性能得到很大改善，并將其應(yīng)用于美國(guó)的多個(gè)膠合板廠。對(duì)改性單寧膠的研究主要集中應(yīng)用于高溫封堵劑和木材工業(yè)。Pizzi成功研究了用氨基樹(shù)脂作加強(qiáng)劑制備黑荊樹(shù)單寧膠，并以2價(jià)金屬離子作為催化劑，縮短單寧膠的固化時(shí)間。Navratil利用黑荊樹(shù)栲膠、甲醛和無(wú)機(jī)鹽水溶液在65～250℃下形成的凝膠應(yīng)用于地層封堵;后來(lái)將磺化栲膠和苯酚、甲醛混合制成能耐250℃高溫的堵劑。對(duì)于淀粉類(lèi)生物質(zhì)膠粘劑主要是加入各種交聯(lián)劑、氧化劑、增塑劑，等物質(zhì)對(duì)其性能進(jìn)行改善，其主要應(yīng)用于紙張、棉織物、信封、瓦楞紙板、包裝及木材行業(yè)。另外SyedHImam等以聚乙烯醇為基準(zhǔn)物質(zhì)，加入玉米淀粉、三聚氰胺樹(shù)脂合成木材用膠粘劑，此膠粘劑有很好的粘接性和抗水性，并具抗菌能力。
改性木質(zhì)素膠粘劑主要應(yīng)用于型煤、鑄造型砂、筑路、荒漠治沙、肥料及木材行業(yè)，Schneider等利用糠醇、木質(zhì)素、馬來(lái)酸酐等混合制成耐水性能良好的木材膠粘劑。ClausFelby等用氧化還原酶來(lái)氧化木質(zhì)素制取木材用膠粘劑，該產(chǎn)品可與脲醛樹(shù)脂相媲美。利用與合成膠粘劑共聚或共混的方法，提高生物質(zhì)膠粘劑的耐水性和膠接強(qiáng)度，也是膠粘劑工業(yè)的一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。利用這種方法主要是在不影響合成樹(shù)脂膠粘劑的性能或提高其性能的基礎(chǔ)上通過(guò)添加生物質(zhì)組分減少其有毒揮發(fā)物質(zhì)的釋放或降低成本，從而生產(chǎn)出共聚或共混生物質(zhì)膠粘劑。Bassi發(fā)明了蛋白質(zhì)/淀粉紙張涂料，用于牛皮紙的涂布。RolandEKreibicha等，研究了以水解大豆分離蛋白與苯酚-間苯二酚-甲醛組成的雙組分膠粘劑用于生材的端接。
結(jié)果表明，膠合強(qiáng)度和耐久性滿足結(jié)構(gòu)材的要求。而美國(guó)的Eka化學(xué)公司生產(chǎn)了這種雙組分膠粘劑，并用于指接材的生產(chǎn)2002年以來(lái)，美國(guó)大豆協(xié)會(huì)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)和推廣4種大豆基膠粘劑：1)一種豆蛋白/苯酚-間苯二酚-甲醛的雙組分膠粘劑用于生材的指接;2)可替代酚醛膠的耐水性增強(qiáng)型大豆基膠粘劑;3)用于膠合板的發(fā)泡膠粘劑;4)可替代脲醛膠的耐水性增強(qiáng)型大豆基膠粘劑。KaichangLi研究了大豆粉與樹(shù)脂混合并已成功商業(yè)化應(yīng)用于膠合板生產(chǎn)。