西北農(nóng)林學子創(chuàng)新木質(zhì)資源無醛原位膠合技術(shù)，引領(lǐng)綠色建材產(chǎn)業(yè)變革

“以前做竹制家具，總擔心膠粘劑釋放甲醛；現(xiàn)在有了這項原位膠合技術(shù)，不用額外加膠，既環(huán)保又省錢！” 近日，在西北農(nóng)林科技大學林學院的中試實驗室里，工作人員展示著用新型無醛膠合技術(shù)制成的竹質(zhì)板材時，難掩興奮。這項由林學院陳林老師主導研發(fā)、劉子杰等 5 名學生輔助推進的 “木質(zhì)資源無醛原位膠合” 技術(shù)，不僅破解了傳統(tǒng)膠合工藝的環(huán)保與成本難題，更讓竹材等高值化利用有了全新路徑。

直擊行業(yè)痛點：傳統(tǒng)膠合困局待破，創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)運而生

木質(zhì)材料膠合是竹材、木材加工產(chǎn)業(yè)的核心環(huán)節(jié)，從家具制造到建筑裝修，都離不開高效可靠的粘結(jié)工藝。然而長期以來，行業(yè)始終被兩大痛點困擾：一方面，傳統(tǒng)工藝依賴的酚醛樹脂、脲醛樹脂等膠粘劑，會持續(xù)釋放甲醛等有害物質(zhì)，既危害消費者身心健康，又造成環(huán)境負擔，且生產(chǎn)原料依賴石油基產(chǎn)品，與 “雙碳” 目標相悖；另一方面，雖有企業(yè)嘗試用異氰酸酯類膠、天然生物質(zhì)膠替代，但前者成本高達 300-500 元 / 公斤，后者工藝復雜、粘結(jié)強度不足，均難以實現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模推廣。
“市場需要的是既環(huán)保無醛，又成本低、易操作的技術(shù)。” 陳林老師深耕竹質(zhì)復合材料研究多年，深知行業(yè)痛點。為突破這一困局，他帶領(lǐng)團隊從 2023 年起開展專項攻關(guān)，劉子杰等 5 名學生則圍繞實驗操作、數(shù)據(jù)記錄、原材料初步篩選等工作提供輔助支持，經(jīng)過上百次配方調(diào)試與工藝優(yōu)化，最終創(chuàng)新提出 “原位表面液化” 粘結(jié)技術(shù)。

技術(shù)創(chuàng)新突圍：無醛、低成本、易工業(yè)化，三大優(yōu)勢打破瓶頸

這項技術(shù)的核心突破，在于顛覆了傳統(tǒng) “先制膠、再涂膠” 的模式 —— 以低成本氫氧化鈉溶液為催化劑、甘油為反應(yīng)試劑，無需提前制備膠粘劑，只需按特定比例將兩種試劑混合后，直接涂覆在待膠合的竹材表面，再通過精準控制的熱壓工藝即可完成粘結(jié)。
“關(guān)鍵在于‘原位’二字。” 陳林老師解釋，技術(shù)僅對竹材表面層進行液化改性，無需對材料整體處理，大幅降低了能源與原料消耗，解決了傳統(tǒng)生物質(zhì)液化粘合 “高能耗、高成本” 的問題。為確保粘結(jié)效果，團隊還設(shè)計了精細化的熱壓參數(shù)：溫度覆蓋 120℃-180℃，時間設(shè)定 40 分鐘、60 分鐘、80 分鐘三檔，壓力控制在 0.5MPa-2.5MPa，并采用 “先升溫至 120℃保溫、再升溫至 160℃二次保溫” 的分段程序，最終使成品粘合強度達到行業(yè)標桿水平，且經(jīng)檢測完全無甲醛釋放。
與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該方案的成本優(yōu)勢同樣顯著。據(jù)測算，其核心試劑甘油、氫氧化鈉采購成本低，且省去膠粘劑制備環(huán)節(jié)，整體工藝成本較異氰酸酯類膠降低 90% 以上，甚至低于傳統(tǒng)含醛膠，同時減少對石油基原料的依賴，每生產(chǎn) 1 立方米竹質(zhì)板材可減少碳排放約 12 公斤，真正實現(xiàn) “環(huán)保與經(jīng)濟雙贏”。

成果落地提速：中試線穩(wěn)定運行，產(chǎn)品已切入家具市場

目前，在陳林老師的主導下，項目已完成從實驗室小試到中試的關(guān)鍵跨越：實驗室階段，樣品粘結(jié)強度、環(huán)保性能均通過權(quán)威檢測；2024 年底搭建的竹材自膠合中試生產(chǎn)線，已實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行，可日產(chǎn)無醛竹質(zhì)板材 50 余張，產(chǎn)品良率達 95% 以上。
更令人振奮的是，技術(shù)成果已初步走向市場。團隊與陜西、四川等地的 3 家竹制品企業(yè)達成合作，部分無醛膠合竹材已應(yīng)用于家具板材、竹工藝品生產(chǎn)，“客戶反饋很好，尤其是兒童家具企業(yè)，對無醛屬性需求迫切，訂單量正在逐步增加。” 負責輔助對接企業(yè)的學生劉子杰介紹，目前產(chǎn)品已進入西安、成都等地的主流建材市場，初步形成 “研發(fā) - 生產(chǎn) - 銷售” 的小閉環(huán)。

政策市場雙驅(qū)動：前景廣闊，助力產(chǎn)業(yè)綠色升級

從政策層面看，這項技術(shù)正契合國家綠色發(fā)展導向：國家發(fā)改委《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導目錄（2024 年本）》明確將低 VOCs 含量膠粘劑納入鼓勵開發(fā)范圍；2025 年即將實施的強制性國標 GB 18580-2025，更將人造板甲醛釋放限量強制提升至 E0 級（幾乎無醛釋放），倒逼行業(yè)加速向無醛技術(shù)轉(zhuǎn)型，為該技術(shù)推廣提供了政策支撐。
從市場需求看，隨著消費者環(huán)保意識與健康需求提升，無醛膠合板市場規(guī)模正以每年 15% 的速度增長，預計 2025 年將突破 500 億元。“我們的技術(shù)不僅能替代傳統(tǒng)含醛膠，還能拓展竹材應(yīng)用場景。” 陳林老師表示，下一步計劃優(yōu)化工藝參數(shù)，將技術(shù)適配范圍從竹材擴展到松木、杉木等木材，同時推進中試線規(guī)模化升級，目標在 2026 年實現(xiàn)年產(chǎn) 1 萬立方米無醛板材的產(chǎn)能，進一步切入建筑模板、軌道交通板材等高附加值領(lǐng)域。
這項由陳林老師主導、學生輔助推進的技術(shù)創(chuàng)新，不僅為木質(zhì)資源加工產(chǎn)業(yè)點亮了 “零醛” 方向，更將通過延伸竹產(chǎn)業(yè)鏈，帶動竹產(chǎn)區(qū)就業(yè)與經(jīng)濟增收，為生態(tài)文明建設(shè)與鄉(xiāng)村振興注入新活力。