木材行业目前使用的主要胶黏剂来自石油。然而，化石资源的供应是有限的，并且其开采过程可能会对生态系统造成不利影响。因此，可再生生物质资源在木材胶黏剂中具有重要的应用前景。

  南京林业大学蒋少华教授团队在生物质改性木材胶黏剂的研究基础上，近期在Green Chemistry上发表了题为“Recent progress of biomass in conventional wood adhesives: a review”的综述文章。这篇综述总结了近年来利用生物质替代或改性传统石油基胶黏剂的研究进展，重点介绍了单宁、木质素、蛋白质、淀粉和纤维素在脲醛树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、环氧树脂和聚氨酯树脂胶黏剂中的应用，评估了生物质的替代能力和改性效果，探讨了其在人造板行业的应用前景，并预测了生物质在木材胶黏剂中的未来发展方向，为开发新型绿色胶黏剂提供新的思路。

图1. 生物质应用于常见石油基木材胶黏剂。

生物质在脲醛树脂中的应用进展

生物质在三聚氰胺树脂中的应用进展

研究表明，三聚氰胺可以与多种生物质结合制备低成本、高性能的木材胶黏剂。蛋白质一般作为胶黏剂的基料，而与三聚氰胺结合可提高胶黏剂的黏接强度和耐水性。淀粉可以与三聚氰胺树脂结合，制备具有良好黏接性能与韧性的木材胶黏剂。柠檬酸可以作为合成三聚氰胺脲醛树脂的催化剂。毛竹炭黑和树皮可以作为填料，降低甲醛释放量，提高胶黏剂性能，并且还可以降低胶黏剂的生产成本。

生物质在酚醛树脂中的应用进展

  酚醛树脂具有优异的胶接强度、耐水性，尤其是具有优异的耐沸水性能，广泛应用于生产耐水、耐候性木制品。但其颜色较深、有一定的脆性、易龟裂。合成酚醛树脂的酚类主要是苯酚及其衍生物，醛类主要是甲醛。然而，苯酚价格昂贵，且苯酚和甲醛都具有毒性。因此，以生物质替代酚醛树脂合成过程中使用的原料，对酚醛树脂的广泛应用具有重要意义。

图3. (A) DTPF-PEI 树脂的粘合机理。(B) (B1) 凝胶时间和粘度，(B2) 粘合强度和酚醛树脂的甲醛释放量。(C）木质素与甲醛和苯酚的化学反应机理。(D) 木质素连续精炼工艺示意图。 (E) LPFP 的制备过程和湿粘合强度测试流程。 (F) 使用木质素-酚醛树脂粘合的胶合板复合材料的加工示意图。(G) 用 PF 和 LPF 树脂粘合的两层胶合板在不同加载速率下的粘合强度（G1）和木材破坏率（G2）。

生物质在环氧树脂中的应用进展

  环氧树脂是一种热固性树脂，具有良好的附着力、耐腐蚀性、高电绝缘性和机械强度。然而，环氧树脂成本高、脆性大、韧性差，限制了其在木材胶黏剂领域的广泛应用。

图4. (A) SM/BEP 胶黏剂的固化过程。(B) 矿化 SP 基胶黏剂的合成及其在胶合板上的应用示意图。(C) 在胶合板上使用原始 SP 和改性 SP 基胶黏剂的机械测试流程和粘合强度示意图。 (D) 不同大豆蛋白基胶黏剂样品的形态：(D1）SPI，（D2）SPI/D，（D3）SPI/D/BEPH，（D4）SPI/D/BHTA。(E) 不同大豆蛋白基胶黏剂样品的干、湿粘合强度。

生物质在聚氨酯树脂中的应用进展

  聚氨酯树脂胶黏剂具有很强的粘合强度、韧性、弹性、抗疲劳性和优异的耐低温性，而且可以有目的地调整软硬链段的结构和比例，因此在许多领域都得到了广泛应用。然而，随着环境意识的不断增强以及对可持续发展的执着追求，人们对用可再生原料替代化石资源以制备聚氨酯树脂胶黏剂表现出浓厚的兴趣。

图5. (A) TA@BA 杂化物（A1）和 SM/WPU/TA@BA 胶黏剂（A2）的设计和制备。(B) 基于 SM 的胶黏剂的抗菌机制。 (C) 使用 AWPU-UC 交联剂的改性 SM 胶黏剂的粘合性能。(C1) 室温下的冷压粘合强度。(C2) 纯 SM 和不同 AWPU-UC 含量的 SM/AWPU-UC 胶黏剂热压后的干/湿粘合强度。(C3) SM/AWPU-UC 胶黏剂与木材基材在冷压粘合过程中的交联相互作用示意图。(D）改性 SM/AWPU-UC 胶黏剂的防霉特性和防霉机理简图。

图6. 生物质在木材胶黏剂中的未来发展方向。

  原文链接：https://doi.org/10.1039/D3GC03441K