西北农林学子创新木质资源无醛原位胶合技术,引领绿色建材产业变革
“以前做竹制家具,总担心胶粘剂释放甲醛;现在有了这项原位胶合技术,不用额外加胶,既环保又省钱!” 近日,在西北农林科技大学林学院的中试实验室里,工作人员展示着用新型无醛胶合技术制成的竹质板材时,难掩兴奋。这项由林学院陈林老师主导研发、刘子杰等 5 名学生辅助推进的 “木质资源无醛原位胶合” 技术,不仅破解了传统胶合工艺的环保与成本难题,更让竹材等高值化利用有了全新路径。
直击行业痛点:传统胶合困局待破,创新技术应运而生
木质材料胶合是竹材、木材加工产业的核心环节,从家具制造到建筑装修,都离不开高效可靠的粘结工艺。然而长期以来,行业始终被两大痛点困扰:一方面,传统工艺依赖的酚醛树脂、脲醛树脂等胶粘剂,会持续释放甲醛等有害物质,既危害消费者身心健康,又造成环境负担,且生产原料依赖石油基产品,与 “双碳” 目标相悖;另一方面,虽有企业尝试用异氰酸酯类胶、天然生物质胶替代,但前者成本高达 300-500 元 / 公斤,后者工艺复杂、粘结强度不足,均难以实现工业化大规模推广。
“市场需要的是既环保无醛,又成本低、易操作的技术。” 陈林老师深耕竹质复合材料研究多年,深知行业痛点。为突破这一困局,他带领团队从 2023 年起开展专项攻关,刘子杰等 5 名学生则围绕实验操作、数据记录、原材料初步筛选等工作提供辅助支持,经过上百次配方调试与工艺优化,最终创新提出 “原位表面液化” 粘结技术。
技术创新突围:无醛、低成本、易工业化,三大优势打破瓶颈
这项技术的核心突破,在于颠覆了传统 “先制胶、再涂胶” 的模式 —— 以低成本氢氧化钠溶液为催化剂、甘油为反应试剂,无需提前制备胶粘剂,只需按特定比例将两种试剂混合后,直接涂覆在待胶合的竹材表面,再通过精准控制的热压工艺即可完成粘结。
“关键在于‘原位’二字。” 陈林老师解释,技术仅对竹材表面层进行液化改性,无需对材料整体处理,大幅降低了能源与原料消耗,解决了传统生物质液化粘合 “高能耗、高成本” 的问题。为确保粘结效果,团队还设计了精细化的热压参数:温度覆盖 120℃-180℃,时间设定 40 分钟、60 分钟、80 分钟三档,压力控制在 0.5MPa-2.5MPa,并采用 “先升温至 120℃保温、再升温至 160℃二次保温” 的分段程序,最终使成品粘合强度达到行业标杆水平,且经检测完全无甲醛释放。
与传统技术相比,该方案的成本优势同样显著。据测算,其核心试剂甘油、氢氧化钠采购成本低,且省去胶粘剂制备环节,整体工艺成本较异氰酸酯类胶降低 90% 以上,甚至低于传统含醛胶,同时减少对石油基原料的依赖,每生产 1 立方米竹质板材可减少碳排放约 12 公斤,真正实现 “环保与经济双赢”。
成果落地提速:中试线稳定运行,产品已切入家具市场
目前,在陈林老师的主导下,项目已完成从实验室小试到中试的关键跨越:实验室阶段,样品粘结强度、环保性能均通过权威检测;2024 年底搭建的竹材自胶合中试生产线,已实现连续稳定运行,可日产无醛竹质板材 50 余张,产品良率达 95% 以上。
更令人振奋的是,技术成果已初步走向市场。团队与陕西、四川等地的 3 家竹制品企业达成合作,部分无醛胶合竹材已应用于家具板材、竹工艺品生产,“客户反馈很好,尤其是儿童家具企业,对无醛属性需求迫切,订单量正在逐步增加。” 负责辅助对接企业的学生刘子杰介绍,目前产品已进入西安、成都等地的主流建材市场,初步形成 “研发 - 生产 - 销售” 的小闭环。
政策市场双驱动:前景广阔,助力产业绿色升级
从政策层面看,这项技术正契合国家绿色发展导向:国家发改委《产业结构调整指导目录(2024 年本)》明确将低 VOCs 含量胶粘剂纳入鼓励开发范围;2025 年即将实施的强制性国标 GB 18580-2025,更将人造板甲醛释放限量强制提升至 E0 级(几乎无醛释放),倒逼行业加速向无醛技术转型,为该技术推广提供了政策支撑。
从市场需求看,随着消费者环保意识与健康需求提升,无醛胶合板市场规模正以每年 15% 的速度增长,预计 2025 年将突破 500 亿元。“我们的技术不仅能替代传统含醛胶,还能拓展竹材应用场景。” 陈林老师表示,下一步计划优化工艺参数,将技术适配范围从竹材扩展到松木、杉木等木材,同时推进中试线规模化升级,目标在 2026 年实现年产 1 万立方米无醛板材的产能,进一步切入建筑模板、轨道交通板材等高附加值领域。
这项由陈林老师主导、学生辅助推进的技术创新,不仅为木质资源加工产业点亮了 “零醛” 方向,更将通过延伸竹产业链,带动竹产区就业与经济增收,为生态文明建设与乡村振兴注入新活力。
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