化學家開發出用於膠合板的無毒膠水用葡萄糖和檸檬酸製成
建造家庭家具、裝飾品和地板的首選材料是大板的複合木製品。但是將刨花板、纖維板和膠合板固定在一起的膠水和樹脂通常含有甲醛,它可能將這種潛在致癌物釋放到空氣中。為了開發一種無毒的粘合劑,研究人員今天在《ACS應用材料與界面》雜誌上報告說,他們將葡萄糖、檸檬酸、糖和一種從橙汁當中提取的成分結合在一起,成為一種堅固、防水的膠合板木膠。
為了製造膠合板,製造商將薄薄的幾層木材粘在一起,然後在壓力和熱量下固化材料,形成大小不一的面板。在這種應用中,最受歡迎的粘合劑之一是脲醛樹脂,因為它價格低廉,而且與木材結合牢固。然而,使用這種樹脂的膠合板的甲醛排放已經引起了包括健康和環境問題在內的諸多擔憂。
之前的研究表明,蔗糖(一種由葡萄糖和果糖組成的雙單位糖)和檸檬酸的溶液可以形成一種天然的、耐水的木材膠水。然而,為了減少膠合板固化的能源消耗,需要使用氯化鋅催化劑,這也降低了粘合劑的強度。因此,Hong Lei及其同事設法讓純葡萄糖和檸檬酸能以較低的能源密集型固化過程創造出一種強大的粘合劑。
檸檬酸和葡萄糖產生了一種木材膠水,可以製造出堅固、防水的三層夾板。資料來源:ACS應用材料與界面
研究人員將葡萄糖和不同數量的檸檬酸溶液加熱成一種粘稠的液體,並將其塗在楊木單板上。然後他們將三張單板疊在一起,在392°F(200°C)的溫度下壓製成一張紙,持續6分鐘。該小組將板材切成小塊進行強度測試,發現在大於101磅/平方英寸的壓力下,膠合板樣品都是沿著木質纖維斷裂,而不是在膠接縫處。
這些結果已經符合中國國標對膠合板的要求,而當膠合板樣品被浸泡在熱水或沸水中時,只有檸檬酸與葡萄糖的比例高於0.6的樣品的粘合強度符合標準要求。研究人員將這些結果歸因於檸檬酸和木材之間的酯鏈接增加,從而提高了木材的粘合強度和耐水性。
研究人員說,檸檬酸-葡萄糖粘合劑為更環保節能的木製品行業帶來了希望。