8. august 2023 rapporterte en rask publikasjon i tidsskriftet Nature de siste forskningsfunnene fra professor Shuai Lis team fra College of Material Engineering ved Fujian Agriculture and Forestry University. Teamet har med suksess overvunnet de tekniske utfordringene til tradisjonelle ligninbaserte trelim, inkludert komplekse forberedelsesprosesser, høye kostnader og dårlig ytelse. De har brukt høyaktivt lignin for å utvikle et nytt grønt ligninbasert trelim med utmerkede bindeegenskaper, som viser lovende som et ideelt alternativ til petrokjemisk-baserte bulklim.
Konstruerte trekompositter, for eksempel sponplater, er mye brukt i forskjellige felt, inkludert konstruksjon og interiørdekorasjon. Kinas årlige produksjon av konstruert tre overstiger 300 millioner kubikkmeter, og rangerer først i verden. For tiden er de ofte brukte limene for disse trekomposittene urea-formaldehyd- og fenol-formaldehyd-harpikser, som hovedsakelig er avhengige av petrokjemiske ressurser og ofte lider av formaldehydutslipp. For å redusere avhengigheten av fossile ressurser har industrien rettet oppmerksomheten mot å bruke lignin fra fornybar lignocelluloseholdig biomasse som en delvis erstatning for fenol, noe som fører til utvikling av lignin-fenol-formaldehydharpikser. Industrielt lignin viser imidlertid kraftig kondensering og lav reaktivitet under separasjonsprosessen, noe som resulterer i lim med dårligere bindingsytelse, mørkere farge, høyere kostnader og manglende evne til å overvinne formaldehydutslipp fullstendig. Følgelig er det en økende interesse i de akademiske og industrielle miljøene for å utvikle rimelige, høyytelses- og giftfrie trelim ved bruk av grønne og lavkarbon biomaterialer.
Inspirert av lignins evne til å binde cellulose og hemicellulose i lignocelluloseholdig biomasse på en limlignende måte, ekstraherte professor Shuai Li og teamet høyaktivt lignin fra tre- og landbruksrester for å lage et nytt grønt ligninbasert trelim. Med dette limet produserte de med suksess høykvalitets kryssfiner innenfor et bredt temperaturområde på 100 til 190 grader Celsius, og tilbyr fordeler som grønn syntese, enkel prosessering, utmerket ytelse og lave kostnader.
Mikroskopisk grensesnittkarakterisering avslørte at adhesjonsmekanismen til det ligninbaserte trelimet primært involverer mykning av lignin og penetrering og fylling av myknet lignin inn i intercellulære rom som kar. Ved å bruke teknikker som todimensjonal kjernemagnetisk resonans og mikro-infrarød spektroskopi, ble det funnet at ligninet i limet gjennomgår in-situ selvtverrbinding og danner tverrbindinger med naturlig lignin i plantecellevegger. Samlet sett oppnår det ligninbaserte limet både fysisk og kjemisk binding ved grensesnittet, noe som muliggjør effektiv produksjon av grønne treprodukter med lavt karbon.
Denne utvidede artikkelen gir en mer detaljert og akademisk beskrivelse av utviklingen av det nye ligninbaserte trelimet. Forskningen utført av professor Shuai Lis team gir verdifull innsikt i forberedelsesmetoden og bindemekanismen til dette grønne limet. Det baner vei for påføring av ligninbaserte trelim i konstruert treindustri. Funnene har betydelig akademisk verdi og praktiske anvendelsesutsikter, og bidrar til fremskritt av ligninbasert limteknologi og realisering av mål for bærekraftig utvikling.