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迄今为止,脲醛树脂(UF)和酚醛树脂(PF)在木材胶黏剂市场中仍然占据主导地位。使用这些胶黏剂的木制品在使用过程中会不可避免地释放出游离甲醛,从而对人体健康和环境造成负面影响。因此,通过对重要的可再生生物质资源的化学改性,设计与制备环保、性能良好的无醛胶黏剂具有重要的研究意义和实践价值。受到具有优异的湿态粘接强度的贻贝黏附蛋白分子结构的启发,以来源于木材,且廉价易得的可再生资源木质素为原料,制备了具有邻苯二酚结构的改性木质素(M-Lignin);分别选择聚乙烯亚胺(Polyethylenimine,PEI)和聚氨酯(Polyurethane,PU)作为无醛胶黏剂的另一组分,设计与制备了两组无醛胶黏剂M-Lignin/PEI和M-Lignin/PU体系。通过系统地考察M-Lignin酚羟基含量和胶黏剂组成对胶合性能和热性能的影响,揭示了具有邻苯二酚结构的木质素无醛胶黏剂的设计和制备原理。具体的研究内容及其结果如下所述。首先,根据亲核取代反应的机理,在亲核试剂正十二硫醇(C12H25SH)和催化剂甲醇钠(CH3ONa)存在的条件下,对酶解木质素(EH-Lignin)进行脱甲基化改性,制备了一系列具有邻苯二酚结构的M-Lignin;通过测定M-Lignin的酚羟基含量,分析了这一反应体系中C12H25SH和CH3ONa的用量对脱甲基化反应的影响,以确定最合适的反应体系;研究了M-Lignin的酚羟基含量对其结构、极性和热稳定性的影响。研究结果表明,较佳的反应体系是EH-Lignin:C12H25SH(wt:wt)为1:2,C12H25SH:CH3ONa(mol?mol)为1:2.5,所制得的M-Lignin的酚羟基含量为7.24 wt%,是EH-Lignin的2.23倍;重均分子量为830,比EH-Lignin下降了32.90%;与EH-Lignin相比,M-Lignin的极性有所提高,热稳定性没有明显的变化。在上述研究的基础上,分别用含有丰富的氨基基团且反应活性高的PEI和分子结构可设计性较强的PU与M-Lignin结合,制备了一系列含有不同的M-Lignin或不同配比的胶黏剂M-Lignin/PEI和M-Lignin/PU;参照国家标准对所制备胶黏剂的干胶合强度?dry、湿胶合强度?WST、耐热水胶合强度?HWT和耐沸水胶合强度?BWT进行测试;考察了M-Lignin的酚羟基含量和M-Lignin的含量对胶黏剂的胶合性能和热性能的影响;在此基础上,通过红外光谱表征了M-Lignin/PEI固化后的分子结构的变化,分析了M-Lignin/PEI的粘合机理。研究结果表明,用75 wt%酚羟基含量为7.24 wt%的M-Lignin制备的M-Lignin/PEI样品P-7的耐水性最佳,其?dry、?WST、?HWT和?BWT分别为4.52 MPa、3.18 MPa、1.97 MPa和1.46 MPa,而热稳定性有所下降;用33 wt%酚羟基含量为7.24 wt%的M-Lignin制备的M-Lignin/PU样品PU-5的胶合性能最佳,其?dry、?WST、?HWT和?BWT分别为3.99 MPa、2.75MPa、1.94 MPa和0.98 MPa,同时,其热稳定性最佳,Td,max从PU-0的368.9℃提高到392.4℃。本工作所制备的M-Lignin/PEI和M-Lignin/PU的?BWT均大于0.7 MPa,超过了国家标准对I类板的耐水性的要求。