天然橡胶乳胶稳定化单宁基环保刨花板的制备与性能研究：以Triumfetta cordifolia茎秆为原料的创新复合材料开发

本研究针对传统刨花板中甲醛释放和合成树脂污染问题，创新性地采用Triumfetta cordifolia茎秆为基材，结合Aningeria altissima单宁胶黏剂与天然橡胶乳胶(NRL)稳定化技术，开发出四种配方(0-15% NRL)。实验表明，含15% NRL的板材24小时吸水膨胀率降至17.3%(对照组80.1%)，5% NRL配方弯曲强度达20.6 MPa，内结合强度(IB)提升189%至0.55 MPa，完全符合EN 312标准。该研究为生物基复合材料在可持续建材领域的应用提供了新范式。

　　

随着全球对可持续材料需求的激增，传统木质复合材料面临两大困境：一是依赖石油基合成树脂导致甲醛排放（已知致癌物），二是热带地区木材资源过度开采。据统计，2022年全球刨花板产量达1.04亿立方米，但95%仍使用不可再生的酚醛树脂。在此背景下，喀麦隆研究人员在《Results in Materials》发表了一项突破性研究，利用当地特有植物Triumfetta cordifolia（TC）的茎秆废弃物，开发出完全生物基的环保刨花板。

研究团队创新性地采用"双生物"策略：以林业副产品Aningeria altissima树皮提取的单宁作为核心黏合剂，配合Vachellia nilotica树液作为天然固化剂，再通过天然橡胶乳胶(NRL)进行疏水改性。这种组合既保留了单宁与木质素形成共价键的特性，又通过橡胶分子缠绕解决了生物胶黏剂耐水性差的痛点。

关键技术包括：(1) 茎秆颗粒的6.75 mm筛分控制；(2) 热机械分析仪(TMA)测定树脂固化特性；(3) 三点点弯法(EN 310标准)评估机械性能；(4) 扫描电镜(SEM)观察微观结构；(5) EN 317标准水浸实验。研究设置0%、5%、10%、15%四个NRL梯度，系统评估了密度、吸水膨胀率(WA/TS)、弯曲强度(MOR/MOE)和内结合强度(IB)等关键指标。

【材料形态学特征】
SEM显示TC茎秆横截面呈现典型纤维植物结构，含11-13%可剥离韧皮纤维。其木质部紧密排列的特性，为颗粒间机械互锁提供了天然优势。

【树脂性能优化】
黏度测试表明NRL添加显著提升体系稠度（8086 cP@15%），干物质含量达47.16%。TMA曲线揭示最佳固化温度区间为148-161°C，其中含15% V. nilotica固化剂的配方表现出最高刚度（6413 MPa），证实生物固化剂可有效促进交联。

【板材物理性能】
密度梯度实验显示，15% NRL使板材密度提升至739 kg/m³
（符合EN 323中密度标准）。更惊人的是24小时吸水率从183.6%降至137%，厚度膨胀率(TS)从80.1%骤降至17.3%，这归因于橡胶分子对木质颗粒的包裹作用。

【力学性能突破】
5% NRL配方展现出最优弯曲性能（MOR 20.6 MPa，MOE 3.2 GPa），比无NRL组提升36%。而15% NRL虽使IB强度达到0.55 MPa（超EN 312标准57%），但过量橡胶会导致材料过柔，证实"刚柔平衡"的关键在于5-10%的NRL添加窗口。

这项研究实现了三大创新：首次将TC茎秆转化为高附加值建材；创建单宁-橡胶协同作用模型；开发出完全符合P2级标准的生物基刨花板。其意义不仅在于为西非地区每年数十万吨的TC农业废弃物找到出路，更开创了"林业-农业-化工"三产融合的循环经济模式。未来通过优化热压参数（当前采用32 kg/cm²
三段式压制）和表面疏水处理，有望进一步拓展其在潮湿环境的应用潜力。