传统酚醛树脂胶粘剂虽应用广泛，但含甲醛和酚类有害物质，危害健康且污染环境，而生物质副产物木质素多被焚烧浪费。

本专利（US 2025/0188331 A1）公开了一种由哥廷根大学（Georg-August-Universität Göttingen） 研发的木质素基生物基胶粘剂，核心创新是通过二甲基甲酰胺（DMF）和丙烯酸对木质素进行功能化改性，完全不含甲醛和酚类有害物质，解决了传统酚醛树脂环保性差的痛点；该胶粘剂以未处理木质素为原料，经 “碱性介质中 DMF 反应→丙烯酸接枝→洗涤干燥” 工艺制备，木质素与丙烯酸最优配比为1.0:1.0（wt./wt.） ，产率达 84%-86%，具有优异的粘接强度（PC 基材内聚强度最优）、耐候性（≥64 天）和酸碱稳定性（pH 3.08-10.22），可广泛应用于纸张、塑料、玻璃、木材、金属等多种基材的粘接，兼具可持续性与工业化潜力。

2.1 原料

2.2 制备工艺

原料预处理：将 UPM BioPiva™ 100 木质素在室温下空气干燥 24h，去除表面水分，确保反应均匀性；

木质素 - DMF 碱性活化：按固液比 100-200 g/L，将 1.0 g 干燥木质素加入 35 mL 玻璃压力管，加入 10 mL DMF 和 100 mg NaOH，室温（20-30℃）下 500 rpm 搅拌 1h，使木质素在碱性 DMF 中充分溶解活化；

丙烯酸接枝反应：向上述体系中加入 1.0 g 丙烯酸（木质素：丙烯酸 = 1.0:1.0 wt./wt.），继续在室温下搅拌 24h，确保丙烯酸与活化木质素充分接触；

高温交联反应：将玻璃压力管放入预热至 105±2℃的烘箱，恒温反应 45h，完成木质素的功能化与交联；

冷却与洗涤：取出压力管，室温冷却 20min，加入 50 mL 去离子水，4000 rpm 离心 10min，去除未反应的 DMF、丙烯酸及 NaOH；

干燥成品：收集离心后的半固体产物，室温干燥 24h，再于 105±2℃干燥 4h，得到干态木质素基胶粘剂，产率达 84%；

溶剂回收：通过蒸馏回收离心上清液中的 DMF 和丙烯酸，NaOH 从洗涤液中分离后可循环使用。

应用场景与适配基材

核心优势

环保可持续：完全不含甲醛、酚，木质素为生物质副产物，溶剂可回收，无废料；

通用性强：适配纸张、塑料、玻璃、木材、金属等多类基材，无需定制配方；

稳定性优异：耐酸碱（pH 3.08-10.22）、耐候（≥64 天）、长期力学稳定（4h 无疲劳）；

工艺简单：木质素无需预处理，反应条件温和，可工业化量产。

木质素功能化机理：DMF 既作为溶剂又作为功能化试剂，在碱性条件下与木质素的羟基、芳环位点反应，引入 - N (CH₃)₂基团；丙烯酸通过接枝反应在木质素分子链上引入不饱和双键，后续高温下形成交联网络，提升粘接强度。

交联增强机理：木质素的芳香环（疏水）与侧链羟基（亲水）通过 DMF 和丙烯酸的作用形成双向交联结构，既保证了胶粘剂的内聚强度，又增强了与不同基材的界面相容性。

界面粘接机理：胶粘剂的极性表面能与基材（如 PC、铝、玻璃）形成强烈相互作用，极性表面能与内聚强度的相关性 R² 达 0.96-0.98，确保多基材适配性。

环保可持续机理：木质素作为生物质副产物完全替代酚，DMF 和丙烯酸替代甲醛，且溶剂可蒸馏回收、NaOH 可循环，整个生产过程无废料产生，实现闭环生产。