福建农林大学帅李教授团队 Nature：从木质纤维素生物质制备木质素基木材粘合剂
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2023年8月8日， 福建农林大学帅李教授 、 陈礼辉教授 团队 在 Nature 在线发表题为 “ Bonding wood with uncondensed lignins as adhesives ” 的研究论文，该研究报告了一种简单实用的策略，从木质纤维素生物质制备木质素基木材粘合剂。策略包括从生物质中分离未凝聚或略微凝聚的木质素，然后直接将木质素和水的悬浮液作为粘合剂应用于木材贴面上。 福建农林大学 博士生 杨光绪 、 博士生 龚正刚 、 罗小林 教授为本文的共同第一作者， 帅李 教授为通讯作者，福建农林大学为唯一完成单位。这是继2016年 帅李 教授在 Science （Li Shuai et al., Science (2016) Formaldehyde stabilization facilitates lignin monomer production during biomass depolymerization.） 发表木质素高值化利用研究后取得的又一研究成果 。
在植物生物质合成过程中，作为一种类似“胶”的天然高分子，通过有效地将纤维素和半纤维素结合在一起，木质素本身为细胞壁提供了强度和刚性。当在高温和酸（或碱）作为催化剂的分离条件下，木质素缩合交联形成单元间的C-C连接键。在高温热压过程中，木质素缩合反应类似于热压过程中木材胶黏剂（如PF和UF树脂）的固化反应。受到相似性的启发，作者认为未缩合（或缩合程度较低）的木质素可以直接用作木材胶黏剂，热压可触发木质素发生交联，起到胶黏剂的作用。
图3. 木质素胶黏剂制备的七层胶合板的力学性能
这种木质素胶粘剂可以在很宽的热压温度范围内制备出性能优异的胶合板产品，使其在不同的细分市场中成为传统木材胶粘剂的极有前景的替代品。 机理研究表明，木质素胶粘剂的粘附机制可能包括木质素被水软化，木质素软化后填充脉管，胶粘剂中的木质素与细胞壁中的木质素发生交联。
综上 ，该木质素胶黏剂具有可调控的加工性能，所制备胶合板具有优良的机械性能。该木质素胶黏剂可成为替代传统木材胶黏剂（如PF树脂和UF树脂）的潜在替代品。此外，该胶黏剂的制备过程简单、成本低、易于大规模生产（1吨生物质可用于生产近1 吨含水的木质素胶黏剂），极具工业化应用潜力。该策略规避了木质素精细化工所存在的诸多问题，将极大地提高生物炼制的经济性，推动生物质化工产业的快速发展。
原文链接
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06507-5
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