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1、- E 全国生物质材料，E 环保型 造板新技术裳晨习什寸寺积极开发生物质胶粘剂为环保型 木材产品服务李康球攮量t 生物胶枯剂是2 I 凿纪生物技术的综合应用成果它不仅是环保产品，又是绿色产品而凡资源丰富，工艺普通、成本低，属于高科技产品。研究和开发生物胶粘剂，满足2 1 世纪日益增长的术材工业产品生产需要具有重要意义关t 词胶粘剂、生物技术、发展可能性胶粘剂是木材的主要副料之一。近年来中国木质产品大量增加，对胶粘剂的需要也大增。但个别小型的胶粘剂制造单位却为了赢利，制造了许多不符合国家标准的产品供应木材厂。使木材产品成为环保不符合的效果。各地消费者协会受诉最多项目之一也属此类。因此，改进胶粘剂
2、质量是迫切的任务。当然目前有新品种，来取代原有含醛类胶，是更好了。2 l 世纪是2 l 世纪是知识经济时代，一切工业都要善于运用新知识，新的高新技术，才能对生产提高起到经济效益。生物工程技术，是目前高新技术重点项目之一。胶粘剂若用生物工程来制造时。是可以获得胶的资源广，制造工艺简单经济效益高，又具有环保性能好的胶粘剂。因此，这是木材工业中发展方向之一。 1 胶粘剂在木材工业中应用现状1 1 胶粘j f ! I 的需求量我国木材加工产品发展及建筑工程发展来看，木材胶的需要量是大增的。木材T 业中，不同品种的人造板( 如纤维板，刨花板、胶合板等) 都是猛增，新建人造板厂都是设计在8 万m 3 a
3、以上。甚至有产量达2 0 m 5 a 的新厂。品种中中密度纤维板，室内刨花板均占多数，所以更要较多的胶粘剂。历来，全国胶粘剂生产总量中6 0 以上是木材加工厂用的。若和建筑部门木材综合起来计算，更是超过全国胶粘剂生长总量7 0 以上。因此，全国木材的胶粘剂的需求是大的。每年估计以1 0 1 2 速度增加。1 2 木材胶粘剂环保问题木材胶粘剂中环保问题的严重性又是相当突出，木材产品总量增加是好事，但胶粘剂对污染环境却又是叉成为非常严重的事。现在根据近两年各地质量检测部门报导，今选择人造板、地板及建筑装修等部门的结果来看：在人造板方面，( ) 2 0 0 5 年福建省对人造板检测合格率仅为5 1
4、：浙江省报导，人造板合格率仅5 0 ，四川成都市2 0 0 5 年检测结果其合格率为4 0 ，7 ，其他重点城市中，对人造板检测不合格率也很大。在家具方面：沈阳家具用术制品污染达5 0 ，南京市不合格率更高，据说有一次检测不合格率达9 0 ，北京2 0 0 6 年3月2 1 日公布家具，不合格率达4 2 。在建筑工程中，更为严重。如地板方面，辽宁合格率为7 8 ，浙江省( 仅杭州、宁波、温州)强化地板合格率仅3 7 。上海市报导实木复合地板与强化地板的合格率为4 7 7 ，5 5 6 。2 0 0 6 年，报导竹术复合地板污染情况也极严重。关于建筑装修方面，是涉及家具、人造板，地板、胶合木材等
5、各方面。室内环境污染更非常严重。北京市不合格率为7 2 沈阳市超标选7 3 。可见危害性太大。其中特别的是儿童住房污染太严重。广州合格率为6 0 ，上海合格率仅为m 全目生物质材料，E 环保型人造板新技术戋晨研讨会4 6 8 ，甚至有个别超标达7 0 0 倍之多。更悲惨的是今年北京市怀柔区雁西湖镇的一个农村家，因家居装修造成空气污染，故全家五口人全部中毒的悲剧。经检测发现，该户室内空气中挥发化学品浓度比国标限量多2 0 0 多倍。另外，云南保山，浙江金华，山西长治等也有类似危害消息。因此，木制品中危害环境是非常严重。污染项目除了油化中溶剂( 苯类、氨类外) 。胶粘剂中游离醛释出是主要的。但木质
6、产品的“三醛”胶( 脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛) 因为有一定胶合强度，且价格相对低。木材工业中，暂时是不会不用。即使在国外。亦表明近几年中，“三醛胶”依然是发展的。1 3 现实中解决胶粘剂中污染与效果为了环保安全，各省市均已引起重视。不论在制造合成中及在木质产品使用中，都采取很大措旌。譬如在“三醛”胶制造时，改变甲醛与其它单体的克分子比，以减少甲醛用量。或用多种工艺使游离甲醛聚合率增加。( 如分批加料、延长缩合时间) 甚至添加捕捉剂各种填料。在人造板制造时，又不用提高温度来热压、延长热压时问等多项措施以减少游离醛。在建筑施工中，也对木质产品用堆垛陈放法、强制通风法、产品密封法等方法来解决。使游离
7、权减少到极限。但这些措施均呈暂时性，游离醛在木质材料中要1 5 年之久。密封法、强制通风法仅仅对表面醛的控制，对很多木制品的内部的游离醛是无效的。国外最近在室内又用植物摆设来吸取游离醛的方法。如美国航天用树类，德国用其他花草类。但这类措施也并不能彻底解决。因为“三醛”胶中游离醛“零释放”暂时不可能制造。而植物吸收化学单体是有限的，问时，存放植物生长又要室内高湿度。而若室内湿度过高，又易生霉菌。又造成另一污染。当然木材胶粘剂制造厂，又用不舍醛的胶粘剂供应。但不是质量未过关，就是价贵。近二年多单位用水性聚氨酯，乳液状聚氨酯树脂或无溶剂聚氨酯树脂与制胶，共人造板方面应用，方向是对的。但该类树脂胶在国
8、内价比醛类胶高1 2 倍，很多人造板成尚不敢用。只有待聚异氰酸酯单体在国内大量生产后，单价降低，才能使用。当然更有单体在研究其它品种，如木质材料苯酚液化来制胶，竹材液化制胶，或其它品种胶。但均不是短时能完成的。 2 生物胶粘剂的应用近半世纪来生物技术发展迅猛，并日益影响和改造人们生产和生活方式。所谓生物技术是指用活的生物体( 或生物体的物质)来改造产品，成为特殊用途而培养微生物的技术。普遍又以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵T 程为代表。实际上，木材工业生产中，早已在应用或试验生物技术。但并不突出宣传而已。用在木材胶粘剂上也是近几年的事。而若从生物技术的发展和木材工业中的需要看，生物胶粘剂的试
9、制和应用，却是当前的任务。2 1 历史上生物胶粘荆在木材工业中应用情况生物技术用在木材工业上历史是悠久的，举几个例子：用基因工程改造山杨的培育，将原药7 1 0 年生长的树，现在已可缩短到一年。用基因改造发酵中酵母因子，提高木材水解中提纯乙醇。或用新的菌种提高转化率也已成功。而在木材工业中报道却不多，实际上已有不少。如解放初期，中国胶合板生产，历来均用蛋白质为原料制胶粘剂的，虽然用的是豆蛋白。但也是一种以蛋白质结构与功能关系组合的蛋白质工程。当时中国胶合板仅几万m 0 年，但基本上都用此“全目生物质材料，E 环保型人造板新技术发展研讨会类胶。直到1 9 5 4 年冈蛋白质较耐水性不佳而停用，逐
10、步改成合成树脂胶。可是上世纪八十年代美国也为了环保，又在考虑将原有蛋白胶改性。将原有胶中蛋白质按一定顺序排列的链状的氨基酸，改进为一定规律折叠起来，成为特定空间结构，再表现出特定的生物功能。即由原有蛋白质，改进设计新的蛋白质。也有人将原有胶中蛋白质的第一个氨基酸改进，设计一种全新的蛋白质。更有人是采用基因工程技术，将蛋白质的空间结构，由它的氨基酸排列顺序改变，成为新的蛋白质基因。之后，再经过合成，合成出的胶粘剂，作为生产需耍的蛋白质胶。据说新胶的强度与耐久性均有改善。因此，几年后，可能会出现新的蛋白质胶，用于木材工业生产中。上世纪六十年代末，上海为了某些因素，接受了新的制造术材胶粘剂的任务。石
11、匠酵母为原料。首先将菌种接种，通过摇瓶、发酵、浓缩、合成等工艺制成酵母胶粘剂。其质量课和目前二类胶相类似。但成本却低得多。后来在全国会议介绍后，广东、浙江再回去改进，效果更好。用于胶合板。当时上海受到该生物材料为原料的启发，更利用细菌、噬菌体为原料来制胶粘剂，用于人造板。也有一定效果。后因出现环境变化而停止。但是目前看，生物胶粘剂是是方向。是有可能的。2 22 1 世纪生物胶粘剂的进展生物胶粘剂在2 1 世纪初，国外采用了以酶为原料来试制。大家知道酶是生物体内的一种具有新陈代谢催化作用的特殊蛋白质。它可促成某个反应而自身却不参与反应。并举杯反映效率高、反应条件温和、反应产物污染少、能耗低以及易
12、于控制等优点。用酶制胶粘剂就是利用酶的催化作用。在一空反应4 7皿中，将相应的原料转化成所需的产品。因此是现代生物技术理论与化工技术交叉的技术。国外具体用的自腐菌的代谢产物漆酶，来重组木材。产生胶合作用。另一种方法是将漆酶与木素反应来粘结木纤维，制成人造板。而该类漆酶又是缇漆树中渗出液内找到的一种多酚氧化酶，所以价廉。目前国外市场上己成商品。后来有人又从真菌和植物中也可得到漆酶。因此，也成为胶粘剂原料较广的资源。漆酶胶合作用是利用漆酶能催化酚羟基的单电子氧化反应，形成酚氧游离醛和水。在与木材中的木素内含有酚羟基的复杂化合物结合。壤酶是将其活化后，起胶合作用。据其报道，用漆酶处理木纤维后，制得纤
13、维板，比未处理的板，强度显著提高。又有，仅将木纤维处理一小时后，制得的纤维板，比未处理的纤维板，抗弯强度、弹性模量均提高。据说，国内中国林科院木材所、黑龙江、云南等有关单位均在试制。若能稍加改进，估计2 0 1 0 年前，便有效果。可在术材工业中，作新型生物胶粘剂发表。2 3 生物胶粘剂的发展趋势生物胶粘剂是新生的产品。实际上，上世纪八十年代，北欧已有9 生物工程公司用生物材料生产胶粘剂。其中，特点是无污染，是环保产品。因此，若成功，将是用生物- 亡程引发的一场新的绿色革命。近来，又有人报导，有一种细菌的细胞中，发现迄今为止粘结能力最强的物质。这种超级胶广泛存在于新月柄杆菌的细胞内。这种单分子
14、细菌易生活在河流中、水管内以分子量来吸附物体表面上的细菌。用此细菌所制成的胶粘剂，抗拉强度极高。为7 0 N m m 2 。可承受7 0 p a 的压强。相当于4 辆小轿车重量集中在l c m 2 面积上。而目前所有多种胶粘剂的抗压“全国生物质材率- ，E 环霸H 鬯 造板新技术发展研讨会负荷，只相当于它的1 ，4 。而其木材胶粘剂也不会需要如此大的压强。而这里仅仅说明，生物组织中，是能制造好的胶粘剂。生物胶粘剂是木材胶粘剂的方向。总之生物胶粘剂在木材工业中应用的优点是：( 1 ) 无污染。无论酶为原料，蛋白质、酵母、细菌为原料制胶粘剂。只要注意生产中卫生，不可能污染环境。是绿色生产。( 2
15、) 能耗低。制造原料时，发酵罐能耗极低，比木材加工厂内用热磨机等所用能耗低几倍。因此，有利于节能。( 3 ) 用生物体为原料，是缓解石油化工、煤炭工业供应原料的紧张局面。因为木材厂可自己生产原料。( 4 ) 生物胶制造时，工艺简单，成本低，自己能制造。譬如微生物酶的繁殖非常迅速。细菌每隔2 0 分钟即能繁殖一代，2 4 小时内繁殖7 2 代。要是一个细菌也不死，重量可达4 7 2 2 t a 。而人造板需胶量虽大胶合板1 0 0 0 0 m 3 仅用7 8 0 8 0 0 t ( 干胶) 中密度纤维板1 0 0 0 0m 3 , 仅用8 0 0 8 5 0 t ( 千胶) 。按此计算，一个城镇
16、若有一家8 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0n 1 3 产量的M D F 厂及5 0 0 0 0 m 3 产量胶合板厂。也仅需一条发酵生产线就足够了。这样又节约投资，工厂占有地也少。( 5 ) 可利用其他行业废弃物为原料，属循环经济政策范畴。上海在上世纪五十年代，曾用造纸废渡电渗析法制胶合板胶。当时质量已4 8基本接近酚醛树脂胶。后来上海造纸厂搬迁而停试。国外目前已用酶法，改进造纸废液，提纯其酚基为制胶原料。这就是例子。而且大城市各类废液、废弃物多。若用生物处理后，是能制木材胶的。因此胶的资源来源丰富。3 发展木材用生物胶粘剂时需要解决的问题。3 1 领导重视与支持生物木材胶粘剂在2 1 世纪时，对木材工业尚属新技术。而生物胶粘剂的开发，虽属生物木材范畴，但还涉及生物学、分子生物学、微生物学、遗传学、基因工程学，也涉及生物反应器、微电子、精密仪表多学科属，单靠个别生产单位去科研是有困难。要领导部门组织。由国家林业局组织最好。要选择地点、调集人才、配备设备，
