正在进行中的国家科研计划的结果表明,从天然树皮中提取的单宁(植物单宁又名植物多酚,是高等植物的次生代谢物,具有多元酚结构,主要存在于植物的皮、根、叶、果中,)可用于生产粘合剂和复合材料。另外其也可能被应用在3-D打印领域。
在木材行业中,天然针叶树的树皮通常被人们当做是废弃物。人们经常把它烧掉或用作花园覆盖物来处理掉。但单宁却是瑞士木材研究所研究的重点。比尔(瑞士的城市)的伯尔尼应用科学大学的FrédéricPichelin及其研究小组看到了当地树皮巨大的发展潜力。FrédéricPichelin解释说:“如果我们认真对待级联利用关系的话,那么我们就需要找到使用树皮的方法,因为木材行业生产了大量的树皮。而这种树皮利用的新方法,基于可再生资源,又将给锯木厂和制造业提供新的收入来源。
给瑞士的树皮创造附加价值
单宁提取物已有先例可用于木材粘合剂中,不过它们主要是从热带木材中提炼出来,并在国外生产。目前,天然针叶树的树皮从未应用于商业化的单宁提取中。比尔的研究人员一直致力于这方面技术的开发。他们开发出了从本地树皮中提取单宁的方法,同时测试了它们在生产纤维板和刨花板粘合剂生产中的适用性。
研究人员采用两阶式水性加工方法,成功提取出了纯度极高的单宁酸。然后他们又通过新工艺,将这些提取物变成了纤维板和刨花板粘合剂,解决了上述难题。他们实验的结果表明:通过将水添加到云杉树皮提取物中,他们成功生产出可以用于制作木板的粘合剂。
值得注意的是,在试验规模中生产的板材不含甲醛(甲醛是通常用于胶合木制品的具有有害影响的试剂)。FrédéricPichelin说:“我们一次解决了两个问题,首先我们正在用可再生资源制成的产品代替合成的油基粘合剂,其次我们正在摆脱纤维板和刨花板的有害物质的不良排放问题。”
以工业化为目标,研究人员正在努力推进合理利用树皮的想法。与此同时,他们在天然提取物中不断致力于提高丹宁萃取物的纯度,因为来自海外的常用单宁在粘合木制品的坚固性和耐水性方面取得了较好的效果。他们希望通过开发出更好的提取方法,从而来获得更纯净的产品。此外,他们需要降低单宁产量的变异性并提高丹宁产量的重现性。他们只有在这两个领域取得成功,才有可能将树皮的利用达到工业化的成熟。
树皮提取物用于3-D印刷
基于树皮而提取的单宁不仅可用来粘合木制品,还可以用来粘合其他纤维材料。来自比尔(瑞士的城市)的研究人员在轻型建筑和家具制造中看到单宁泡沫拥有很大的开发潜力。单宁泡沫的特殊性质之一是其耐火性优良,这将使它们成为防火领域的理想产品。
此外,单宁提取物在开发复合材料三维印刷中起着重要的作用。研究人员设想可完全或主要由木材和树皮可打印的建筑和设计材料。最后,甚至是制药和食品工业也对单宁表现出了极大的兴趣,因为单宁具有抗氧化和抗菌的特性。这些性质不一定归因于单宁本身,而是归因于从树皮中提取的其它成分。这些组分为树木提供了对真菌和细菌感染的自然保护能力,并且可能会对未来的木材表面处理有所帮助。FrédéricPichelin说:“木皮单宁的应用潜力很大,目前很难具体说往哪个应用方向发展。不过重要的是瑞士的树皮不要白白的被遗弃从而造成浪费。”
原文来自:phys,题目为:Adhesives and composite materials made from Swiss tree bark。由材料科技在线团队翻译整理。