目前，尽管生物质木材胶黏剂市场份额尚小，但已展现出与石化衍生胶黏剂相抗衡的潜力，预示着未来或可成为后者的替代品。相较于源自化石资源的胶黏剂，生物质胶黏剂具备显著优势：可生物降解、毒性低、碳足迹小，且具备可持续性。本文旨在介绍两家希腊研发机构在人造板领域应用生物质树脂的研究进展与未来展望。
Chimar Hellas与NTL公司坐落于希腊的塞萨洛尼基（Thessaloniki），两家公司均专注于树脂、添加剂及其他化学品的研发，但不涉及树脂生产环节。他们的主要研究对象聚焦于人造板行业所使用的酚醛树脂，同时亦涵盖一系列旨在降低单位生产成本或提升生产效率的添加剂，如特殊固化剂、交联剂及甲醛捕捉剂等。
一些人造板企业公开宣传或寻求生物质胶黏剂所制板材，如Finsa、Ikea、Kastamonu、Pfleiderer、Swiss Krono、Unilin、UPM、Latvijas Finieris和Koskisen Oy等公司。
1 Chimar Hellas公司
Chimar公司一方面通过合作（如与芬兰UPM公司以及加拿大EcoSynthetix公司合作）进一步开发商业化的生物聚合物；另一方面在欧盟资助的项目中开展实验室规模的研究，旨在为人造板行业减少碳足迹。
在欧盟项目“VALUABLE”中，开发了壳聚糖改性胶黏剂。壳聚糖从甲壳类动物和黑曲霉（Aspergillus niger）生物质废料中提取，用于生产刨花板和胶合板。壳聚糖是一种线性生物聚合物，与大多数天然聚合物相比，具有较低的水溶性，有望成为提高胶黏剂耐水性的一种替代品。壳聚糖具有抗真菌特性，可保护木材免受微生物攻击而腐烂。此外，壳聚糖还能吸附人造板中的游离甲醛。
在欧盟项目“BIORESCOM”中，使用木质纤维类生物质中的酚醛和呋喃单体/低聚物开发出新型胶黏剂和复合材料。酚醛树脂的合成方法是：1）用糠醛替代部分甲醛，质量百分比高达80%；2）用木质素衍生酚替代苯酚，质量百分比50%；3）同时用木质素及其衍生酚替代苯酚（质量百分比30%），用糠醛替代甲醛（质量百分比60%）。所有树脂都在实验室成功制备出三层胶合板，性能接近脲醛胶合材。
在欧盟项目“Cell Suc”子课题中，Chimar公司在实验室使用创新的醇酸树脂生产新型刨花板和胶合板。该树脂是与塞萨洛尼基亚里士多德大学（Aristotle University of Thessaloniki）合作制备的，其合成涉及琥珀酸（SA）与乙二醇（EG）和聚乙二醇（PEG）的反应。实验树脂所制刨花板具有与对照刨花板相似的内结合强度，并且在耐水性方面有所改善。
在欧盟项目“Liberate”子课题中，Chimar公司研究了酚醛树脂的合成，通过用以下途径获得的衍生酚取代质量比高达50%的苯酚：1）电化学催化解聚硫酸盐木质素和有机溶剂萃取木质素；2）有机溶剂萃取FABIOLA木质素的溶剂基组分。这些树脂在实验室成功制备出三层胶合板。虽然板材的性能略低于用常见酚醛树脂制成的对照胶合板，但这项工作表明，通过电化学或溶剂处理获得的木质素衍生物在这类应用中的价值和可行性。
此外，在欧盟项目“Selectiveli”子课题中，Chimar公司在合成酚醛树脂的过程中，使用木质素磺酸镁（MgLS）和电化学处理产生的酚类混合物作为苯酚替代品，质量百分比高达80%。虽然所有树脂都在实验室成功制备出三层胶合板，但最佳选择是质量百分比50%的苯酚替代量，与对照胶合板性能相当。Chimar公司也开发酚醛树脂，使用各种来源的蛋白质（例如大豆）替代苯酚，质量百分比50%。所制树脂的性能与对照酚醛树脂接近。实验室测试表明，适用于生产各种人造板，如刨花板和胶合板。
Chimar公司使用少量未经处理的乳清蛋白，提高脲醛树脂的胶结性能，在树脂合成过程中或在刨花板的调施胶过程中添加。乳清蛋白是乳制品工业的副产品，在脲醛树脂中应用可提高其附加值。这项工作是欧盟资助项目“19SMEs2009”的子课题，结果表明，即使添加少量乳清蛋白也能改善刨花板的力学性能和耐水性。
欧盟项目“Pro-Enrich”研究，从油籽植物（如油菜籽）的榨油副产品中提取的植物蛋白，成功地替代高达40%的苯酚，用于合成酚醛树脂。Chimar公司正在尝试使用更多样的蛋白质，并将工作扩展到其他油籽生物质残留物（如向日葵、棉花）。
在欧盟项目“BREW2BIO”子课题中，在脲醛树脂中添加果胶用于生产刨花板。在树脂合成过程中以及所制树脂中加入市售果胶和实验果胶（从橘子皮中提取），然后喷洒到木材刨花上。对板材性能的测试显示，对刨花板的内结合强度产生正面影响。
2 NTL公司
NTL化工咨询公司近年目标是开发环保可持续生物质树脂。创始人Nikos Pargianas在树脂合成领域拥有约35年的经验，享有关于生物质树脂的一些见解。
单宁是从南非的金合欢（acacia）树皮中提取出来的。约30年前澳大利亚首先使用单宁作为可持续生物质树脂生产刨花板。约20年前，韩国也采用单宁生产刨花板。但是使用单宁生产刨花板，存在一些问题。单宁必须以粉末形式使用，这会造成稀释困难和扬尘问题。单宁需要配交联剂，选用浓度低于5%的尿素甲醛浓缩物（UFC），所制刨花板的甲醛释放量降至天然木材的水平。单宁呈深褐色，影响成品板的颜色。此外，生产出来的刨花板尺寸稳定性差，向各个方向膨胀。尽管如此，单宁仍是环保可持续生物质树脂合适的可选材料。目前欧洲的一些刨花板和中密度纤维板生产商正在尝试单宁基配方。
木质素常用于胶合板行业。拉脱维亚胶合板生产商Latvijas Finieris公司成功地在生产中使用木质素。然而，由于干燥速度快，树脂中木质素的含量最多占50%左右，其余50%采用酚醛树脂。据悉，饰面刨花板制造商Koskisen Oy公司成功地使用了木质素，但没有透露单位生产成本的任何信息。
多年来，大豆在北美被广泛用于胶合板生产。大豆和交联剂聚酰胺环氧氯丙烷（PAE）已在几家刨花板和中密度纤维板工厂试验过，当采用50/50的大豆和树脂构成的混合物生产时，板材所有性能都达到最佳。
异氰酸酯几乎不含甲醛，广泛用于生产定向刨花板（至少芯层使用）和秸秆板。也有少量用于刨花板芯层，以此来提高生产线速度。少数情况下用于生产防潮中密度纤维板。异氰酸酯能形成牢固的化学键，显著改善耐水性。缺点是成本高，以及异氰酸酯黏附钢带，需要使用脱模剂，增加生产成本。
在生物质树脂方面，除了单宁和木质素，在实验室和工业规模上都有很多基于变性淀粉的尝试。但这些树脂都需要添加交联剂，在大多数情况下，交联性差，造成反应活性低，导致生产效率低和板材性能差问题，特别是在耐水性和厚度膨胀率方面。
欧洲企业EcoSynthetix、Evertree和Sestec公司使用淀粉、向日葵、菜籽油饼等植物油提炼过程的副产品，用蛋白质基树脂生产刨花板和中密度纤维板。然而，与市售脲醛树脂相比，单位生产成本大幅增加。
NTL公司也在实验室尝试一些改性处理过的淀粉和蛋白质，与交联剂匹配，用于制备刨花板和中密度纤维板。为了获得良好的板材性能，需要显著增加胶黏剂和交联剂的用量，在大多数情况下，还需要大幅延长热压时间。通常，所制板材的吸水率和厚度膨胀率都相当高。NTL公司正在尝试使用某些生物质的副产品部分替代现有的树脂。到目前为止，这一比例为30%。
由于成本问题，在相当一段时间内，人造板行业会继续使用含醛树脂，但树脂混合使用是未来的趋势。混合树脂中采用部分环保的生物质胶黏剂，如采用异氰酸酯或其他交联剂和部分含醛树脂混合使用。目前，已有酚醛树脂和脲醛树脂或三聚氰胺改性脲醛树脂，配合异氰酸酯使用，以良好的生产效率和成本效益生产“超E0”板。
更快、更便宜是人造板制造业永恒的追求。目前，含醛树脂仍然是最有性价比的选择，目标是逐步从混合胶转向100%生物质胶黏剂。
信息来源：
[1]https://content.yudu.com/web/442ay/0A444uy/WBPI0424-WV/html/index.html?page=30&origin=reader
[2]https://content.yudu.com/web/442ay/0A444uy/WBPI0424-WV/html/index.html?page=28&origin=reader
[3]https://chimarhellas.com/eu-funded-projects/
来源：中国人造板 高伟 编译
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