【摘 要】
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近年来,纤维板被广泛应用于家居领域,因其优异的力学性能和机械加工性能受到了广泛关注。然而,用于制备纤维板的胶黏剂大多含有合成树脂,这些树脂大都来源于不可再生化石资源。化石资源的不断消耗给社会的可持续发展带来了巨大压力,部分胶黏剂仍存在甲醛释放问题,危害人类健康和环境。因此,研究开发无毒、环保的无胶纤维板对解决上述问题具有重要意义。本文以玉米秸秆木质素为原料,对木质素进行改性研究,提高了木质素中活性
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近年来,纤维板被广泛应用于家居领域,因其优异的力学性能和机械加工性能受到了广泛关注。然而,用于制备纤维板的胶黏剂大多含有合成树脂,这些树脂大都来源于不可再生化石资源。化石资源的不断消耗给社会的可持续发展带来了巨大压力,部分胶黏剂仍存在甲醛释放问题,危害人类健康和环境。因此,研究开发无毒、环保的无胶纤维板对解决上述问题具有重要意义。本文以玉米秸秆木质素为原料,对木质素进行改性研究,提高了木质素中活性官能团的含量。将改性木质素引入冷冻活化木纤维中,制备环保型中密度纤维板（MDF）,系统研究了改性木质素含量对MDF性能的影响,并探讨了改性木质素对于无胶胶合纤维板的作用机制。论文主要研究内容如下:首先,利用亚硫酸钠（Na2SO3）作为反应的亲核试剂,氢氧化钠（Na OH）作为反应的催化剂,对木质素进行去甲基化/水热解聚复合改性。通过FTIR、DSC、UV以及乙酰化滴定等技术探究了不同反应条件对木质素复合改性的影响程度,确定了最佳反应条件,在160℃m（木质素）:m（Na OH）:m（Na2SO3）为10:2:2的条件下反应80min木质素复合改性效果达到最佳。复合改性木质素的总羟基含量可增加210.85%,酚羟基含量可增加29.52%,反应活性明显增强。其次,将改性后的木质素引入到冷冻活化木纤维中,制备环保型中密度纤维板。复合改性木质素的加入提高了木纤维的活性,进而使得无胶胶合纤维板的性能得到了明显的提升。复合改性木质素添加至3%时,纤维板的综合性能达到最佳,弹性模量（MOE）、静曲强度（MOR）和内结合强度（IB）分别达到5809 MPa、70 MPa和2.29MPa,吸水厚度膨胀率和吸水率分别为16.65%和33.39%,远优于中国国家标准和欧盟国际标准。再次,为进一步验证改性木质素在无胶纤维板中的作用机制,利用邻苯二酚和1-苯乙醇作为模型化合物,代替复合改性木质素引入木纤维体系制备纤维板,并系统研究了纤维板的综合性能。证明了改性木质素中大量的羟基与木纤维体系内的羟基相互缔合形成了强的氢键作用,酚羟基提供的活性位点与木纤维内的纤维素与半纤维素水解产生的糠醛类化合物发生化学交联生成酚醛类物质,进而提升了无胶纤维板的综合性能。最后,基于改性木质素在无胶纤维板中的作用机制,为了进一步提高氢键相互作用,利用二乙烯三胺（DETA）和甲醛对复合改性木质素进行胺化改性,在几乎不改变原有羟基含量的情况下增加了一定量的氨基,使得活性官能团进一步增多。将胺化改性木质素引入到冷冻活化的木纤维中,在胺化改性木质素含量达到2%时,纤维板的综合性能达到最佳,弹性模量（MOE）、静曲强度（MOR）和内结合强度（IB）分别达到6037 MPa、82 MPa和2.15 MPa,远优于国家标准和欧盟国际标准。
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