建造家庭家具、裝飾品和地闆的首選材料是大闆的複合木制品。但是将刨花闆、纖維闆和膠合闆固定在一起的膠水和樹脂通常含有甲醛,它可能将這種潛在緻癌物釋放到空氣中。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》雜志上報告說,他們将葡萄糖、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、防水的膠合闆木膠。
為了制造膠合闆,制造商将薄薄的幾層木材粘在一起,然後在壓力和熱量下固化材料,形成大小不一的面闆。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闆的甲醛排放已經引起了包括健康和環境問題在内的諸多擔憂。
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,為了減少膠合闆固化的能源消耗,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。
檸檬酸和葡萄糖産生了一種木材膠水,可以制造出堅固、防水的三層夾闆。資料來源:ACS應用材料與界面
研究人員将葡萄糖和不同數量的檸檬酸溶液加熱成一種粘稠的液體,并将其塗在楊木單闆上。然後他們将三張單闆疊在一起,在392°F(200°C)的溫度下壓制成一張紙,持續6分鐘。該小組将闆材切成小塊進行強度測試,發現在大于101磅/平方英寸的壓力下,膠合闆樣品都是沿着木質纖維斷裂,而不是在膠接縫處。
這些結果已經符合中國國标對膠合闆的要求,而當膠合闆樣品被浸泡在熱水或沸水中時,隻有檸檬酸與葡萄糖的比例高于0.6的樣品的粘合強度符合标準要求。研究人員将這些結果歸因于檸檬酸和木材之間的酯鍊接增加,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制品行業帶來了希望。
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