科创中国

针对室内用人造板甲醛释放问题，受木质素在天然木材结构中的粘结作用启发，团队发明了工业木质素有效活性官能团磷谱结合二维核磁定量表征方法及木质素碱性介质定位定量高效活化新技术，以廉价、无毒、可再生的制浆造纸及生物质炼制副产物木质素为原料，替代化石资源苯酚，成功研发出低成本、环保且性能优良的木质素基环保胶黏剂。利用该胶黏剂生产的人造板具有超低甲醛与苯酚释放、耐候、胶合强度高等优良特性，攻克了人造板工业甲醛释放量高及工业木质素难以高值化利用的国际技术难题。实现指标：该技术实现木质素对苯酚替代率高达65%，胶合成本约为现有酚醛胶的50%。研发的木质素基环保胶黏剂游离甲醛仅为0.03 g/kg，苯、甲苯、二甲苯均未检出，总挥发性有机物仅为7 g/L，采用该胶黏剂制备的系列无醛人造板产品强度高，耐水性好，其甲醛释放量低至0.005 mg/m3，总挥发性有机化合物（TVOC）释放率（72h）低至0.11 mg/(m2•h)，远低于《人造板及其制品甲醛释放量分级》国家标准、《无醛人造板及其制品》团体标准及美国无醛豁免认证等的最高要求，可以达到无醛最高环保等级。

木质素分子结构复杂，空间位阻大，反应可及度较低且活性位点多已被取代，反应活性不高，这使得木质素的工业化利用一直受到限制。该项成果从木质素结构特性出发，采用碱性介质分子活化技术，在碱性介质中利用苯酚对木质素进行酚化活化改性，可一步活化直接制备得到高效活化木质素，而体系中过量的苯酚和碱无需分离，可以直接作为下一步合成共缩聚树脂的反应原料，最终以工业木质素部分替代苯酚，实现了木质素基胶黏剂中木质素对苯酚替代率≥65%，木质素活化后活性位点提高100%以上，该技术以制浆过程中副产物木质素为原料，高替代率替代苯酚，制备得到木质素基环保胶黏剂，并应用于环保人造板的生产，可显著降低酚醛树脂胶黏剂的生产成本。该技术的最大优势是在碱性介质中，木质素对苯酚替代率可达65%，木质素无需纯化或提前活化处理，对原料的适应性极强，且产品游离甲醛、游离酚含量低，所制备的人造板胶合强度高，具有优异的耐水、耐候性能，其甲醛释放量及总挥发性有机化合物（TVOC）释放率远低于《人造板及其制品甲醛释放量分级》国家标准、《无醛人造板及其制品》团体标准及美国无醛豁免认证等的最高要求，可以达到无醛最高环保等级。

本成果研发的木质素基环保胶黏剂游离甲醛、游离酚以及TVOC含量低。该胶黏剂适用性强，可在不改变现有使用工艺的前提下，完全替代市售的三醛胶黏剂，采用研发团队发明的系列无醛人造板制备技术，可用于无醛刨花板、无醛纤维板和无醛胶合板制造，并进一步广泛应用于室内装饰装修、家具制作和建筑等领域。已开展的市场推广应用，已经取得较显著的经济、社会及生态效益，应用前景广阔。

研发团队成员目前有8人，其中国家高层次人才项目入选者2人，其余6人也均从事木质素高值化利用相关研究工作。第一完成人，袁同琦，教授，博士生导师，国家高层次人才项目入选者、第十五届林业青年科技奖获得者。主要从事生物质清洁高效预处理及全组分转化为生物质能源及材料的应用基础研究工作，特别是在分离木质素的结构表征及高值化转化利用方面取得了一定的研究成果，相关技术已在合作企业实现产业化应用。已发表相关SCI收录论文125篇，其中73篇发表在JCR一区期刊、授权发明专利32，意大利发明专利2件，PCT国际申请1件，参编国家标准2项。担任木质素高值化利用国家创新联盟理事长、木质功能材料与制品国家创新联盟副理事长、国家家具及室内环境质量监督检验中心学术带头人、中国林学会林产化学化工分会理事，《林业工程学报》、EcoMat及Collagen and Leather青年编委，《生物质化学工程》及《林产工业》编委，Industrial Crops and Products（中科院一区）副主编。

该成果是在国家重点研发计划、国家自然科学基金项目及企业委托项目等项目的资助下取得的，成功开发了木质素基环保胶黏剂制备技术。该成果以木质素分子结构定量表征为基础，在碱性介质中利用苯酚对木质素进行酚化活化改性，可一步活化直接制备得到高效活化木质素，并进一步制得木质素基环保胶黏剂。该成果先后授权相关发明专利10余件，形成了较完整的知识产权体系，并在多家合作企业进行了技术许可，其中1件专利单件转让150万元，2件专利在行业2家上市公司同时进行了技术授权。该成果突破了木质素基环保胶黏剂及无醛人造板的工业化生产的瓶颈，在实现工业木质素高值产业化利用的同时，显著降低了人造板及其制品甲醛释放量，满足了消费者对环保人造板及其制品的需求，保障了人居、社会、生态环境。

该成果可以以技术转让或技术入股等多种模式进行转化应用，具体转化方向是从事胶黏剂或人造板相关行业龙头企业，或者有意从事新产品拓展的相关企业，目标是进一步扩大木质素基环保胶黏剂在我国木工胶黏剂及人造板行业的影响力。