| تعداد نشریات | 14 |
| تعداد شمارهها | 690 |
| تعداد مقالات | 7,131 |
| تعداد مشاهده مقاله | 11,398,140 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 10,334,806 |
اصلاح ساختار لیگنین با هدف افزایش میزان استفاده از آن در چسب فنول- فرمالدهید | ||
| پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
| مقاله 6، دوره 33، شماره 2، تیر 1405، صفحه 123-142 اصل مقاله (1.31 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2026.24665.2160 | ||
| نویسنده | ||
| حامد یونسی کردخیلی* | ||
| دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: یکی از کاربردهای بالقوه لیگنین به علت دارا بودن شباهت ساختاری با فنول در تهیه چسب فنول- فرمالدهید می باشد. مشکل اصلی موجود در این زمینه، فعالیت شیمیایی کمتر لیگنین در مقایسه با فنول میباشد که استفاده از مقادیر زیاد لیگنین در تهیه چسب فنول فرمالدهید را غیرممکن ساخته است. در پژوهش های گذشته از روشهای مختلفی به منظور اصلاح لیگنین استفاده شده که هیچکدام از این روشها نتوانستند استفاده از لیگنین در مقادیر زیاد در این چسب را ممکن سازند. در تحقیق حاضر به منظور ارتقای خواص لیگنین از یک روش دو مرحلهای استفاده گردید؛ بدین ترتیب که بعد از اصلاح لیگنین با مایعات یونی عمیق از نوع آمینواسید بر پایه لیزین از فرآیند متیلولدار لیگنین با آلدهید غیرسمیگلیاکسال استفاده شد. لیگنین اصلاح شده در مقادیر زیاد جایگزین فنول در چسب فنول- فرمالدهید گردید و خواص چسب تهیه شده مطابق روش های استاندارد اندازه گیری شد. مواد و روشها: اصلاح شیمیایی لیگنین در دو مرحله صورت پذیرفت: در ابتدا ساختار شبکهای لیگنین با مایع یوتکتیک عمیق از نوع آمینواسید بر پایه لیزین (Lys-AADES) جداسازی شد و سپس در واکنش با آلدهید غیرسمی بهنام گلیاکسال، متیلولدار گردید. خواص حرارتی و ساختاری لیگنین قبل و بعد از انجام اصلاحات شیمیایی اندازه گیری شد. سپس لیگنین اصلاح شده به میزان 70، 80 و 90 درصد وزنی فنول در چسب فنول- فرمالدهید مورد استفاده قرار گرفته و چسب تهیه شده برای ساخت تخته سهلایه بکار رفت. در انتها خواص مختلف چسب تهیه شده به همراه خواص فیزیکی و مکانیکی تختهلایههای تولیدی مطابق روشهای استاندارد مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: نتایج آنالیز FTIR تفکیک شبکه ساختاری لیگنین و ورود گروه آمینی (NH2) به ساختار لیگنین در اثر تیمار با مایع یوتکتیک عمیق و ورود گروههای واکنشپذیر متیلول (CH2OH) پس از فرآیند متیلولاسیون را تایید نمود. نتایج آنالیز گرماسنج روبشی تفاضلی (DSC) نیز نشان داد که دمای انتقال شیشهای (Tg) لیگنین بکر در ابتدا پس از تیمار با AADES از 91 درجه سانتیگراد به 79 درجه سانتیگراد کاهش یافته و سپس با گلیاکسالهنمودن لیگنین تیمار شده و ورود گروه متیلول به ساختار آن به 71 درجه سانتیگراد کاهش می-یابد. خواص فیزیکی- شیمیایی چسب تهیه شده نشان داد که چسبهای لیگنین- فنول- فرمالدهید (LPF) حاوی لیگنین اصلاحشده دارای زمان ژلهای شدن سریعتر و ویسکوزیته بیشتری در مقایسه با چسبهای حاوی لیگنین بکر بودند. بر اساس یافتههای این پژوهش، تخته-لایههای حاوی چسب LPF با لیگنین اصلاحشده مقاومت برشی (خشک و مرطوب) و ثبات ابعادی بیشتر و انتشار فرمالدهید کمتری را در مقایسه با چسب LPF حاوی لیگنین بکر نشان دادند. نتیجه گیری: لازم به ذکر است که بر اساس نتایج این تحقیق، اصلاح لیگنین با مایع یوتکتیک عمیق از نوع آمینواسید بر پایه لیزین و سپس گلیاکسالهکردن آن امکان استفاده از لیگنین در مقادیر زیاد (تا 90% وزنی فنول مورد استفاده) در ساختار چسب فنول- فرمالدهید را فراهم آورده؛ بطوریکه ویژگیهای چسب LPF تولیدی و تختهلایه تولید شده از آن مشایه با چسب رایج فنول- فرمالدهید میباشد. نتایج این پژوهش میتواند به گشودن پنجرههای جدیدی برای توسعه کاربرد لیگنین در صنایع چسب و چوب کمک شایانی نماید. | ||
| کلیدواژهها | ||
| لیگنین؛ اصلاح شیمیایی؛ خواص فیزیکی و مکانیکی؛ چسب چوب؛ دمای انتقال شیشه ای | ||
| مراجع | ||
|
1.Younesi-Kordkheili, H. (2022). Maleated lignin coreaction with phenol-formaldehyde resins for improved wood adhesives performance. International Journal of Adhesion and Adhesives. 113, 103080. 2.Tejado, A., Kortaberria, G., Pena, C., Labidi, J., Echeveria, J. M., & Monderagon, I. (2008). Isocyanate curing of novolac-type ligno-phenol–formaldehyde resins. Industrial crops and products. 27, 208-213. 3.Wang, M., Leitch, M., & Xu, C. (2009). Synthesis of phenol–formaldehyde resol resins using organosolv pine lignins. European Polymer Journal. 45, 3380-3388. 4.Younesi-Kordkheili, H. (2025). Biologic Applications of Lignin Nanopartcicles. Semnan University Press. Pp: 1-375.
5.Younesi-Kordkheili, H., & Pizzi, A. (2021). A Comparison among Lignin Modification Methods on the Properties of Lignin–Phenol–Formaldehyde Resin as Wood Adhesive. Polymers. 13(20), 1-12.
6.Unlu, A. Z., Arikaya, A., & Takac, S., (2019). Use of deep eutectic solvents as catalyst: a minireview. Green Process and Synthesis. 8, 355-372.
7.Amoroso, R., Hollmann, F., & Maccallini, C. (2021) Choline chloride-based DES as solvents/ catalysts/chemical donors in pharmaceutical synthesis. Molecules. 26, 6286.
8.Smith, E. L., Abbott, P. A. S., & Ryder, K. (2014). Deep eutectic solvents (DESs) and their applications. Chemistry Review. 114, 11060-11082.
9.Younesi-Kordkheili, H., & Pizzi, A. (2024). Modification of nanolignin by deep eutectic solvent to improve the properties of phenol-formaldehyde resin. European Journal of Wood and Wood Products. 82(6), 2099-2108.
10.Li, W., & Wu, S. (2025). Depolymerization and product evolution of kraft lignin in novel acid deep eutectic solvents (DESs). Industrial Crops and Products. 225, 120476.
11.Younesi-Kordkheili, H., & Pizzi, A. (2026). Nanolignin modified by amino acid-derived deep eutectic solvent as formaldehyde scavenger in urea-formaldehyde resin. International journal of adhesion and adhesive. 147, 104283. 12.Li, X., Huang, S., Wu, X., Deng, J., Lian, H., & Liimatainen, H. (2025). Reactive amino acid-derived deep eutectic solvents for tailored lignin modification. International Journal of Biological Macromolecule. 307, 142003.
13.El Mansouri, N. E., Pizzi, A., & Salvado, J. (2007). Lignin-based polycondensation resins for wood adhesives. Journal of Applied Polymer Science. 103, 1690-1699.
14.Zhou, J., Wu, S., & Liu, Y. (2024). Structural changes of poplar lignin during the ternary deep eutectic solvent (DES) treatment and synergetic alkali-DES treatment. Industrial Crops and Products. 208, 117782. 15.Younesi-Kordkheili, H., Kazemi-Najafi, S., Behrooz, R., & Pizzi, A. (2015). Investigation Changes in Structure and Thermal Properties of Glyoxalated Soda and Kraft Lignins. Forest and Wood Products. 68, 169-179.
16.Zhang, X., Li, Z., Pizzi, A., Qin, Z., Zhu, G., Li, X., Du, G., & Deng, S. (2025). Development of an environmentally friendly lignosulfonate-chitosan adhesive with excellent water resistance through epoxidation modification. International Journal of Biological Macromolecules. 320, 145846.
17.El Mansouri, N. E., Yuan, Q., & Huang, F. (2011). Synthetic and characterization of Kraft lignin based-epoxy resins. Bioresource. 6(3), 2492-2503.
18.Navarete, P., Pizzi, A., Pasch, H., & Delmotte, L. (2012). Study on Lignin-Glyoxal reaction by MALDI-TOF and CP-MAS 13C NMR. Journal of Adhesion Science and Technology. 26, 1069-1082.
19.Navarrete, P., Pizzi, A., Tapin-Lingua, S., Benjelloun-Mlayah, B., Pasch, H., oK, DelmotteL, & Rigolet, S. (2011). Low formaldehyde emitting biobased wood adhesives manufactured from mixtures of tannin and glyoxylated lignin. Journal of Adhesion Science and Technology. 26(10-11), 1667-1684.
20.Li, Zh., Wenjie, L., Yu, Ch., Jingwen, Zh., Dong, T., Mei, H., & Fei, Sh. (2024). Preparation and evaluation of lignin-phenol-formaldehyde resin as wood adhesive using unmodified lignin, Industrial Crops and Products, 211, 118168.
21.Cetin, N. S., & Ozmen, L. (2002). Use of organosolv lignin in phenol–formaldehyde resins for particleboard production: I. Organosolv lignin modified resins. International Journal of Adhesion and Adhesives. 22(6), 477-480.
22.Andrews, E. H., & Kinloch, A. J. (2003). Elastomeric adhesives: Effect of cross link density on joint strength. Journal of Polymer Science Part B: Polymer Physics. 11(2), 269-273.
23.Xian, X., Wu, S., Wei, W., & Zhang, F. (2021). Pretreatment of Kraft Lignin by Deep Eutectic Solvent and its Utilization in Preparation of Lignin-Based Phenolic Formaldehyde Adhesive. BioResources, 16(2), 3103-3120.
24.Lu, Q. Y., He, X. T., Shi, H. C., Dai, L. C., Yang, H., & Xu, Z. X. (2026). Liberating Phenolic Hydroxyl of Lignin via Deep Eutectic Solvent for Wood Bioadhesives. ACS Applied Polymer Materials. 11, 8682-8693.
25.Li, K., Zong, K., Zhou, Z., & Deng, D. (2021). Highly efficient absorption and separation of NH3 by simple lithium deep eutectic solvents. Separation and Purification Technology. 279, 119763.
26.Younesi-Kordkheili, H., & Pizzi, A. (2020). Improving the properties of urea-lignin-glyoxal resin as a wood adhesive by small addition of epoxy. International Journal of Adhesion and Adhesives. 102, 102281.
27.Younesi-Kordkheili, H., & Pizzi, A. (2016). A comparison between lignin modified by ionic liquids and glyoxalated lignin as modifiers of urea- formaldehyde resin. Journal of Adhesion. 2016, 1-15.
28.Siahkamari, M., Debnath, D., Wang, T., & Nejad, M. (2025). A fundamental study of lignin reactions with formaldehyde and glyoxal. Green Chemistry, 27, 2342-2358. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 126 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 66 |
||