编辑推荐：
这篇综述系统探讨了无胶黏剂木质素富集纤维网络（CTMP）在不同成型工艺（气流成网、泡沫成网、水相成网）和热压条件（5 MPa、100–260 °C、1–60 s）下的性能演变规律。研究通过X射线显微断层扫描（XμCT）、空气渗透性、水接触角（WCA）、干湿拉伸强度（Dry-TI/Wet-TI）及面内压缩强度（SCT）等测试，揭示了成型工艺对最终材料孔隙结构、力学性能和疏水性的持久影响。结果表明，热压过程中木质素的软化与分子间扩散（interdiffusion）是增强纤维键合的关键机制，尤其在极端条件（260 °C、高湿度）下，泡沫成型与水相成型材料可达到相近的高强度水平，为绿色高性能纤维基材料的开发提供了理论依据。
材料与方法
研究采用软木化学热机械浆（CTMP）作为原料，其木质素含量为26.8%，纤维素与半纤维素分别占41.4%和31.7%。通过气流成网（AL）、泡沫成网（FL）和水相成网（WL）三种工艺制备基重为450 g/m2的纤维网，并控制初始含水率（“干燥”条件为8.3–10.3%，“湿润”条件为16.8–18.4%）。热压实验在5 MPa压力下进行，温度范围为100–260 °C，时间1–60 s，后段辅以0.17 MPa的保压阶段以控制蒸汽释放。材料表征包括X射线显微断层扫描（XμCT）分析孔隙结构、扫描电镜（SEM）观察表面形貌，以及力学性能（拉伸强度、短距压缩强度）和表面特性（空气渗透性、水接触角）的测试。
成型工艺对结构的影响
成型介质的物理性质（如空气的低粘度、泡沫的气泡约束作用）显著影响了纤维网络的初始结构。FL样品因泡沫气泡的模板作用保留了大量大孔隙（概率密度分布显示孔隙直径>100 μm的占比较高），而AL样品则因干纤维的刚性堆积形成更均匀的微孔结构（平均孔隙直径最小）。WL样品结构介于二者之间，但存在毫米尺度的均匀性差异（光学形成分析显示AL的灰度标准差为197，高于FL的90和WL的107）。热压后，尽管材料密度从初始300–400 kg/m3升至800–1000 kg/m3，但成型工艺的特征仍被保留：AL的孔隙分布最集中，FL的大孔隙比例最高，WL则兼具较高的密度均匀性。
热压条件与性能响应
提高温度（尤其是>220 °C）和含水率可加速木质素玻璃化转变温度（Tg）的降低，促进纤维软化和界面分子扩散。密度变化主要在热压前10秒内完成，而强度提升（如Dry-TI）持续至60秒，表明聚合物级键合需要更长时间。在260 °C、湿润条件下，WL的Dry-TI最高（约70 Nm/g），FL次之，AL最低（约40 Nm/g），这与水相成型中预先形成的氢键有关。湿强度（Wet-TI）的提升归因于木质素的疏水特性增强了键合的水稳定性，其数值与干强度呈线性关联（偏移量约20 Nm/g），印证了木质素主导的键合机制。
功能特性与应用潜力
AL样品虽力学性能较低，但表现出最高的空气渗透性（60秒热压后平均为33 mL/min，显著高于FL的10 mL/min和WL的5 mL/min）和疏水性（水接触角达78°），这与其低曲折度微孔结构和表面残留脱模剂有关。FL的大孔隙结构适合构建高透气性通道，而WL的均匀密度使其在包装材料（SCT指数与拉伸强度接近）中更具优势。研究指出，热压工艺可通过调整参数（如温度-时间组合）实现孔隙与强度的平衡，为过滤材料、可降解包装等应用提供定制化解决方案。
结论
成型工艺与热压条件的协同作用决定了无胶黏剂木质素纤维网络的最终性能。AL工艺适合高透气性应用，FL利于保留宏观孔隙，WL则优先保证力学均匀性。木质素的塑性流动和分子扩散是热压键合的核心机制，其在湿润条件下的活化能降低进一步强化了界面结合。该研究为绿色高性能纤维材料的工业转化（如连续热压工艺）提供了理论支撑，凸显了木质素作为天然粘结剂在可持续材料设计中的潜力。
