隨著世界人口迅速增長，人與自然之間的互動增加。這種情況加速了對林業(yè)產(chǎn)的需求，特別是價格實惠的木制復合板，如刨花板（PBs）。刨花板生產(chǎn)企業(yè)都努力降低生產(chǎn)成本，除了木材成本外，用于生產(chǎn)PBs的粘合劑是最重要的成本因。脲醛樹脂（UF）是最常用的樹脂，廣泛用于制造PBs和其它木制產(chǎn)品。1884年次合成了UF樹脂，它具有反應(yīng)活性高、成本低、固化溫度低、粘結(jié)強度高、膠無色等優(yōu)點。但UF膠粘劑的主要缺點是用其粘合的人造板釋放游離甲醛，且在溫高濕條件下耐久性差。因此，UF膠粘劑的改性是一個重要的研究課題。

PBs釋放甲醛的速率和程度受F/U的摩爾比、催化劑用量和組成、樹脂用量、含水率等參數(shù)影響，其中F/U的摩爾比是最重要的影響因素。研究表明，過量的尿素可去除游離甲醛，但不利影響是聚合物支鏈的羥甲基鏈也會斷裂，導致形成線狀聚合物。為了減少甲醛的釋放，工業(yè)上采取低F/U摩爾比生產(chǎn)樹脂（通?！?），但在木制品使用中仍會持續(xù)釋放甲醛。由于線性聚合物之間的氫鍵相互作用，形成低摩爾比UF樹脂的交聯(lián)結(jié)構(gòu)會受到抑制。值得一提的是，這也是導致UF樹脂性能差的首要原因，特別是甲醛釋放量高、耐水性差。因此，在找到新型替代方案之前，對脲醛樹脂進行改性以改善其性能并減少甲醛釋放仍是研究重點。在許多改性方法中，在UF樹脂中加入三聚氰胺，制備三聚氰胺-UF共縮聚樹脂（MUF）是個成功的方法。三聚氰胺的添加量決定共縮聚樹脂的性能。在制備過程中，當M/UF的摩爾比大于1:1，甚至更高時，MUF表現(xiàn)出與三聚氰胺甲醛樹脂（MF）相似的力學性能。同時，過高的三聚氰胺含量會導致成本和儲存穩(wěn)定性顯著提高。

近年來，超支化聚合物不僅涵蓋基于ABx方法制備的“經(jīng)典”產(chǎn)物，還擴展到各種高支化結(jié)構(gòu)聚合物，包括A2 By單體組合制備的高支化結(jié)構(gòu)聚合物、自縮聚乙烯聚合物、開環(huán)多支化聚合物或自縮聚開環(huán)聚合物、質(zhì)子轉(zhuǎn)移聚合物等。進一步說，UF和MUF樹脂可用線形或超支化聚合物進行改性。用不同末端基（包括-OH，-NH2、-CHO）對PAMAM進行改性已被廣泛研究報道。與線形聚合物相比，超支化聚合物具有獨特的拓撲結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，如溶解度好、韌性高、粘度低、端基多等，因而引起了很大關(guān)注。調(diào)控超支化聚合物（HBPs）的三維結(jié)構(gòu)，即分子量、分散性、支點數(shù)、支鏈密度、端基官能基等，將顯著改善聚合物的性能，有助于新型高分子材料的設(shè)計和制備。這些優(yōu)點使超支化聚合物在潤滑劑、涂料、抗菌劑、粘合劑、吸附劑等許多領(lǐng)域中具有應(yīng)用前景。

西南林業(yè)大學、昆明飛林面板有限公司的冉鑫等人采用無溶劑的簡單方法首次合成了超支化聚脲（UPA6N），并將其按不同比例，作為添加劑加入工業(yè)UF樹脂，制備了刨花板，并測試了相關(guān)性能。研究發(fā)現(xiàn)，低摩爾比UF樹脂具有結(jié)晶片層結(jié)構(gòu)，而UF-UPA6N樹脂則具有無定形結(jié)構(gòu)和粗糙的表面。結(jié)果表明，其內(nèi)部結(jié)合強度提高了58.5%，斷裂模量提高了24.4%，24小時膨脹率降低了54.4%，甲醛釋放量比未改性的UF刨花板降低了34.6%。這可歸因為UF與UPA6N之間的縮聚反應(yīng)，UF-UPA6N樹脂形成了更為致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。將UF-UPA6N樹脂用于粘結(jié)刨花板，顯著提高了粘結(jié)強度和耐水性，降低了甲醛釋放量，這表明該膠粘劑可作為木材工業(yè)綠色環(huán)保的膠粘劑資源。

圖1. 脫氨縮聚法合成UPA6N的工藝路線

圖2. UF-UPA6N的改性結(jié)構(gòu)

圖3. UF-UP6N樹脂作為刨花板膠粘劑的交聯(lián)結(jié)構(gòu)機理

文獻來源：Hongxing Yang, Hao Wang, Guanben Du*, Kelu Ni, Yingchen Wu, Hang Su, Wei Gao, Xiaoping Tan*, Zhaojin Yang, Long Yang and Xin Ran*. Materials 2023, 16, 4021.