在制浆造纸厂的生产线上，每年都会产生大量制浆副产物，其中就包括一种名为木聚糖（一种半纤维素）的天然高分子。

过去，这些物质大多被当作废弃物处理，不仅浪费资源，还可能造成污染。

近日，北京林业大学林木资源高校生产全国重点实验室报道了一种高性能的热熔胶（在热熔融状态下涂覆的胶水），它源自纸浆工业的副产品木聚糖。

在最佳条件下，木片之间的搭接剪切强度可达约 30 MPa，超过传统环氧树脂，远高于商用热熔胶（乙烯-醋酸乙烯酯）。

此外，木聚糖热熔胶在多种应用中表现出优异的可重用性，即使在 10 次重复使用循环后仍能保持其 100% 以上的原始粘合强度。

毒性试验表明木聚糖热熔胶具有良好的生物相容性。总体而言，这项工作为设计高性能、可重复使用的生物基胶粘剂以提高可持续性提供了有用的见解。

相关研究成果以《Bio-based hot-melt adhesive from xylan》（来自木聚糖的生物基热熔胶）为题，发表在《Nature Sustainability》（IF 27.1)。

通过 “氧化 - 还原” 连续工艺，让木聚糖的分子结构发生了根本性改变：原本刚性的糖环结构被转化为柔性分子链，让胶粘剂在使用时能更好地贴合不同材质表面。

此外，这种改性的另一个关键目的是让分子链上富含外环羟基，它们像无数个“粘性抓手”，为后续的强力粘接奠定了基础；通过调整外环羟基含量（4.57 - 8.55mmol/g），可以精确控制胶粘剂的性能。

衡量胶粘剂性能的核心指标，首先是粘接强度。

在黑胡桃木的粘接测试中，这种木聚糖基胶粘剂（RDAX-2）的搭接剪切强度达到 30.06 MPa。

该性能不仅远远超过商业 EVA 热熔胶（5.71MPa）和聚氨酯胶粘剂（20.85MPa），也超过了传统环氧树脂（24.07MPa），甚至超过了木材自身的强度。

也就是说，当粘接后的木材受到外力作用时，木材本身会先断裂，而胶粘剂连接的部位却能保持完好。

这在材料测试中被称为 “内聚破坏”，是粘接强度的最高水平。

这种强大的粘接能力并非只针对木材：在玻璃和陶瓷等极性材料表面，强度可到 15MPa 以上；在不锈钢和铝的表面，虽然粘接强度下降到 3.87 - 5.28MPa，但仍高于一些商业胶粘剂。

与市场上常用的乙烯- 醋酸乙烯酯（EVA）热熔胶相比，其性能是EVA的 5 倍以上。

非反应型热熔胶大都拥有重复使用的特性，但是一般热熔胶在经历多次粘接- 剥离后，性能会大幅下降，而这种木聚糖基胶粘剂在10 次循环使用后，强度保持率竟然超过100%。

这意味着即便反复使用，它的粘接效果也不会减弱，甚至可能更好。这种“越用越好用” 的特性，在需要频繁拆卸重组的场景中极具价值。

众所周知，低温环境往往是胶粘剂的“软肋”，但木聚糖基胶粘剂却能在极端条件下保持稳定。

在- 25℃的低温测试中，它仍能保持 14 MPa 的粘接强度，这一数据创造了生物基粘合剂的最高纪录。

这意味着无论是寒冷的北方冬季，还是低温储存的特殊场景，木聚糖基热熔胶都能长期可靠工作。

在应用场景方面，这种胶粘剂已显示出明确的商业化路径。

在家具制造领域，用它生产的三层胶合板的弹性模量（MOE）为 10370MPa，断裂模量（MOR）为 71MPa。这两项关键指标不仅远超中国国家标准，甚至能与性能优异的酚醛树脂胶合板相媲美，完全满足高端家具、建筑装饰等领域的使用需求。

在包装行业，其可回收特性完美符合循环经济的需求 —— 使用后，纸箱可以通过加热分离，胶粘剂经过简单处理后可以重复使用。

在设备维修中，它可以实现部件的无损拆卸，无需暴力拆解，通过环保方式就能分离零部件，既保护了资源，又减少了污染，还能大大提高维修效率和部件回收率。

然而，阻碍其实现大规模商业化的原因是这种木聚糖胶粘剂的生产成本极高，为319.3美元/kg，远高于 EVA 胶粘剂（约每千克 2 美元）。

主要原因是氧化 - 还原过程中使用的高碘酸钠和硼氢化钠价格昂贵，以及纯化步骤的高能耗。

这也导致了其生产过程中的碳排放（10.67 kg CO₂e/kg）还高于传统EVA 胶。

尽管研究团队提出了改进方案：使用可回收的氧化还原试剂，利用太阳能驱动反应，直接使用粗木聚糖（无需深度纯化），但预计大规模生产后成本仍然要每千克 50 美元。

尽管这项技术仍然面临各类挑战，但是从工业废料到超级胶水——木聚糖基热熔胶的诞生，不仅是材料科学的一次突破，更展示了“绿色制造” 的无限可能。

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