酚醛树脂是目前制造室外级人造板材最理想的胶粘剂，它具备胶粘强度高、耐候性好、耐水性强等特性。但是，酚醛树脂存在固化温度高、热压时间长、易透胶、原料成本高且原料来源不可再生等缺点。木质素是地球上资源丰富的天然聚合物，又是一种重要的可再生资源，随着世界资源危机日益严重和对生态环境要求的日益提高，木质素及其衍生物由于具有原料来源丰富、价格便宜、无毒、分子结构多样化易于化学改性等特点，其研究与应用受到国内外广泛重视。将木质素应用于酚醛树脂制成木质素一酚醛树脂(lignin-phenol-formaldehyde resin以下简称LPF胶)胶粘剂，不仅可以降低原有酚醛树脂的成本，弥补其固化温度高、热压时间长和易透胶等缺点，而且可以缓解其对石油产品的依赖，同时减少对环境的污染。 木质素酚醛树脂的研究工作已开展了70多年，但至今未能得到大规模的工业应用。主要原因是由于木质素的活性比苯酚低，导致合成的LPF胶的性能较差。因此，LPF胶的研究重点是对木质素进行改性，提高木质素的反应活性。本论文根据碱木素的特性，提出了在碱性条件下对碱木素进行酚化改性，并与其它常用的化学改性进行了系统的比较；通过对改性前后结构的分析，提出了麦草碱木素(wheat straw soda lignin，以下简称WSSL)碱性酚化改性的机理；然后通过反应参数的优化以及配方的调整，制备得到低游离甲醛含量且性能优良的LPF胶；最后，利用差示扫描量热法和红外光谱，探索了LPF胶自身固化反应及LPF胶与木材界面固化反应的动力学及反应机理，并与酚醛树脂进行了详细的对比。 WSSL化学改性的研究表明，酚化改性使WSSL的反应活性增加，亲水性、分子量及多分散性降低，最适合WSSL用于制备LPF胶。不同化学改性制备得到LPF胶的胶粘性能的比较也证明了这个结论。 WSSL碱性酚化改性的机理为，酚盐负离子和原酚羟基邻位分别进攻带有部分正电荷的β-O-4键的碳原子和α碳原子，导致β-O-4键发生断裂，以及原酚羟基邻位的氢原子和木质素侧链上的α-羟基发生了缩合反应，因此，WSSL酚化改性后反应活性增加。 LPF胶反应参数确定为：木质素/苯酚比例60～70wt％，氢氧化钠用量4．5、wt％，甲醛/木质素比例10 wt％，酚化温度100℃，酚化时间1 h，聚合温度80℃，聚合时间2 h。由优化的反应参数制备得到木质素/苯酚比例为70 wt％的LPF胶，其性能远超过国标的要求。 WSSL进行超滤分级研究表明，随着分子量的降低，WSSL酚羟基含量升高，甲氧基和羧基含量降低，碱性溶液粘度大幅度降低，表面活性升高；随着草碱木素分子量的降低，LPF胶的胶粘强度升高，游离甲醛含量和粘度降低。无机盐的引入提高了LPF胶的粘度，同时降低了LPF胶的胶粘性能。 在制备LPF胶的过程中，通过反应参数的优化以及添加外加剂尿素，制备得到WSSL/苯酚比例为60wt％的LPF胶，其游离甲醛含量比酚醛树脂低，且性能比酚醛树脂好。研究并发现，LPF胶游离甲醛含量低的原因是由于加入的尿素与LPF胶中的游离甲醛反应生成了脲醛树脂；LPF胶的胶粘强度提高的原因是由于在固化过程中脲醛树脂的羟基与LPF胶的羟基发生缩合，增加了LPF胶固化时的交联密度；LPF胶的粘度降低的原因是由于LPF胶在溶液中以胶团形式存在，加入的尿素降低了胶团的尺寸。 差示扫描量热法分析表明，LPF胶的固化反应起始温度比酚醛树脂高，终止温度及活化能比酚醛树脂低，因此，LPF胶比酚醛树脂难凝胶，贮存稳定性比酚醛树脂好，固化速度比酚醛树脂快。LPF/木粉体系的固化反应起始温度、终止温度和活化能均比酚醛树脂/木粉体系低。因此，在胶合板的生产中，LPF胶需要的热压温度和热压时间比酚醛树脂低，提高了生产效率。 红外光谱分析表明，LPF胶的固化机理与酚醛树脂相似，都是羟基之间及羟基与芳环上的氢之间的缩合反应，不同的LPF胶固化后仍有部分醚键结构；在LPF/木粉和酚醛树脂/木粉两体系中，LPF胶和酚醛树脂均与木粉都发生了化学反应，且反应机理均与LPF胶自身固化反应机理相似，都是羟基之间及羟基与芳环上的氢之间的缩合反应，另外，木粉中的羰基也参与了反应。