粘合劑在航空航天、電子設備、建築、家具、包裝行業等領域發揮着重要作用。然而，目前，一定量的粘合劑是由不可持續的化石來源製備的，這些來源會產生揮發性有機化合物 (VOC)，例如甲醛。酚醛樹脂、脲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂粘合劑等甲醛基樹脂通常用於製造室內裝飾材料和木製家具等木質製品。基於甲醛的樹脂的使用不可避免地導致大量甲醛排放問題。因此，開發可再生、無毒、生物基的膠粘劑一直備受關注。
近日，由西南林業大學雷洪教授發表於 ACS Applied Materials & Interfaces 期刊，題為:高性能膠合板用葡萄糖和檸檬酸全生物基粘合劑的論文，闡述了最新研究成果。
糖基材料，例如澱粉，蔗糖，和葡萄糖是製備生物粘合劑的一些重要原料，它們依賴於它們的低成本、可生物降解性、可持續性、無毒和易於獲得。最近，對澱粉基粘合劑進行了一些研究。澱粉，由不同比例的支鏈澱粉和直鏈澱粉組成，是由數千個連接的葡萄糖單元形成的多糖。
澱粉基膠粘劑能粘合木皮的主要原因是被粘物的羥基與膠粘劑形成氫鍵。然而，一旦將澱粉基粘合劑置於水中，氫鍵很容易被破壞，從而導致粘合強度大大降低。有趣的是，一些研究報道，澱粉粘合劑的耐水性可以通過在酸的幫助下水解澱粉形成多糖或單糖來解決。葡萄糖是一種單糖，可以通過水解澱粉獲得。因此，為了簡化這項工作，直接使用葡萄糖代替澱粉來製備糖基粘合劑。
檸檬酸（2-羥基-1,2,3-丙烷三羧酸）是一種有機聚（羧酸），含有一個羥基和三個羧基。由於檸檬酸的羧基和木材組分的羥基之間可以形成酯基，因此檸檬酸已被直接用作木材粘合劑，用於製備木質模塑樣品。僅在檸檬酸的幫助下，單板粘合以製造膠合板和層壓單板木材 (LVL) 已被成功證明。然而，在那些報道中，熱壓過程中的反應溫度相對太高而不能用於目前的工業膠合板製造。
在這項工作中，指定單糖葡萄糖代替傳統粘合劑中的二糖蔗糖並與檸檬酸反應製備檸檬酸-葡萄糖（CAG）粘合劑。與檸檬酸-蔗糖粘合劑相比，檸檬酸與葡萄糖的反應在理論上更簡單，因此可以預測所得粘合劑的優異性能。這項工作的目的是開發一種由檸檬酸和葡萄糖組成的新型生物基粘合劑。此外，對檸檬酸和葡萄糖之間的反應進行了詳細優化，並考慮到剪切強度和耐水性，仔細評估了製備的檸檬酸-葡萄糖樹脂作為膠合板粘合劑的性能。
加熱後，將粘稠的葡萄糖-檸檬酸溶液塗在楊木片材上，然後將它們堆疊並在 200°C 下壓在一起 6 分鐘。在隨後的測試中，所得膠合板被證明是堅固且防水的。
該論文還報道，檸檬酸與葡萄糖的比例越高，粘合強度越高。「這種綠色粘合劑顯示出替代現有工業脲醛樹脂粘合劑的巨大潛力，」作者寫道。
雷洪教授簡介
2006/09-2010/01，南京林業大學，材料科學與工程學院，獲博士學位；
2006/09-2009/07，法國南錫第一大學，法國木材工業與技術高等工程師學校，獲博士學位；
2002/09-2005/06，西南林學院，木質科學與裝飾工程學院，獲碩士學位；
1998/09-2002/06，西南林學院，木質科學與裝飾工程學院，獲學士學位；
2005/07至今，西南林業大學，歷任助教、講師、副教授、教授。
科研工作及成果
長期從事木材膠黏劑及木質複合材料教學和研究工作。近年來，主持國家自然科學基金面上項目、青年項目、地區項目、國家林業局948項目、雲南省應用基礎研究重點項目等國家及省（部）級項目12項。作為主要研究人員，參加國家「十二五」科技支撐項目、國家林業局林業科技成果推廣項目等多項。作為負責人或主要完成人完成項目成果曾獲2項國家科技進步獎二等獎和7項省部級科技獎勵。以第一作者或通訊作者發表研究論文80餘篇，獲授權國家發明專利11項。
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