無甲醛木材接著劑的演變

      木材粘著劑使用量非常大，占所有粘著劑一半以上，而目前木材粘著劑採用尿素--甲醛樹脂酚醛樹脂及美耐皿膠等，皆有甲醛氣體釋放問題，嚴重影響人體健康。隨著大眾對甲醛的警覺性提高，美國於2018年初即規定所有進口美國的板材，其甲醛釋放量都必須小於0.05ppm；而德國更有意在2020年訂定比美國更低的檢測標準。

      依照過人的生活方式及裝潢習慣，在室內居家環境中甲醛的最大可能性來源仍以裝潢用板材及木制傢俱為主，藉由無甲醛膠合劑以及無甲醛板材產品的成功開發，將可以大量減少室內空間的甲醛溢散源，減低甲醛異味所造成的不舒適。

      板材使用量、木材粘著劑種類

      全球板材使用量至2011年約10億立方米，中國隨著經濟高度成長，國民所得提高及建築堅固要求度提高，成為全世界最大板材製造輸出國及進口國，占全球一半左右，以現今木材粘著劑而言，有80%以上皆採用尿素--甲醛樹脂，其耐水等級為TYPE II，供室內使用；少量酚醛樹脂及美耐皿膠，其耐水等級為TYPE I，供戶外使用。

       尿素--甲醛樹脂粘著劑在臺灣每月的使用量即達3000噸，國外使用量更是驚人，這些粘著劑已被廣泛使用超過50年以上，這些樹脂無論在製造過程或成品階段，因為樹脂硬化機制皆會釋放出甲醛氣體，而且釋放時間可能延續至木材製作成家具後十幾年之久，嚴重影響到環境污染及危害到人體健康，所以國內外逐漸朝向無甲醛木材粘著劑開發，雖然目前取代量還未明顯放大，但有逐年上升的趨勢。

      國內外無甲醛粘著劑發展現況

      在國外方面，美國俄勒岡州立大學李開暢教授開發之無甲醛木材膠著劑，其膠著劑組成是以大豆為主體，並將其技術轉移給Hercules公司生產木材膠著劑，再由Columbia Forest合板廠生產合板註冊商標為PureBond販賣，目前販賣量已經超過5億片。

  在國內方面，申豐公司開發之無甲醛粘著劑為採用水溶液之乳膠，搭配一VinylUrethane系架橋劑，與一般木材持有優良接著力，適用於無臭合板等。茂系亞公司則是以熱塑性聚合樹脂取代傳統尿素--甲醛粘著劑於單板間，再利用200℃以上高溫高壓制程將合板製造而成，制程與現今合板制程不同且成本較一般尿素--甲醛粘著劑貴。

     設立安全無毒目標，突破技術瓶頸

     工研院材化所（MCL）於102年接受經濟部委託，開發無甲醛生質木材粘著劑，採用技術以纖維素衍生物為主體，搭配水相硬化劑，除了同時具備高黏著力與高耐水性質外，更有制程簡易及低成本的優點。由於澱粉屬多氫基（-OH基）化合物，澱粉系膠合劑對於極性物（如纖維素）有極強的親和力，因而澱粉膠主要應用於紙器工業，但由於本身構造含大量氫基，因此其缺點在於耐水性及耐久性較差，且易受微生物侵蝕，如要應用於木材工業上，除了要改善上述缺點外還必須增強其膠合強度。

      澱粉是自然界最豐富的天然生物可分解高分子之一，屬於多糖類，其存量豐富，價格低廉，廣用於食品、農業及生醫產業，由於價格低廉，當然成為天然膠合劑的首要選擇。

  研究團隊成功利用澱粉所富含的氫基進行架橋反應，於無毒的環境下開發無甲醛澱粉膠，於反應過程中添加適當的水溶性高分子聚乙烯醇（PVA）及交聯劑三聚氰胺，利用氫鍵與凡得瓦力的方式增強澱粉膠的膠合能力與接著強度。

  添加適量的亞克力系乳化劑及檸檬酸，可提升澱粉系膠合劑的抗水性質及在不同溫度環境下的耐水黏著力。研究結果顯示利用澱粉膠所製作而成的合板，在一般的環境下其抗拉強度可達約30kgf/cm2，經過溫水（約60℃）浸泡三小時之後測試其抗拉強度亦可達到約10kgf/cm2以上，符合CNS合板規範的Type II等級。

  此種新式環境友善澱粉膠將可以廣泛的應用於合板製造工業，解決長久以來室內居住空間因板材所造成的甲醛溢散問題。

  除了合板之外，同樣在家具裝潢中相當普遍的粒子板（密底板），目前也多使用含有甲醛的木材膠，因此未來也希望能應用“無甲醛膠著劑”的技術來取代，甚至進一步開發應用於木板表層的UV塗料，讓更多木板的加工材料能夠免除甲醛。另外還有市面上常見的白膠。黃膠等，當中都含有甲醛或甲苯等成分，希望也能透過“無甲醛粘著劑”相關技術加以改良，減少更多生活中甲醛帶來的威脅。