脲醛树脂固化过程的热机械性能分析

为了进一步了解脲醛树脂的固化过程,用热机械性能分析（TMA）,同时辅以差式扫描量热法（DSC）分析和胶合性能测试,分析了TMA图谱信息构成,评估了固化剂种类和固化剂用量对脲醛树脂固化的影响。结果表明:①TMA图谱可以提供脲醛树脂固化反应起始温度、固化反应速率、固化后树脂机械性能以及固化后树脂热稳定性能等信息,这些信息与DSC和胶合性能测试的结果互相印证。②不同固化剂种类对脲醛树脂固化起始温度和固化速率影响各不相同。在该研究范围内,增加固化剂用量对脲醛树脂固化起始温度、固化速率等没有显著影响,但过量使用固化剂将导致树脂热解,从而降低树脂机械性能。③较高甲醛/尿素摩尔比的脲醛树脂对固化剂用量改变的反应更为敏感。      

氧气气氛中紫胶树脂的热分解动力学试验

采用热分解动力学研究方法,在氧气气氛中同时监测紫胶树脂由室温至高温条件范围内的热质量(TG)和差示扫描量热(DSC)曲线,应用相应软件绘制微分热质量(DTG)曲线,测定紫胶树脂有氧热分解过程的特征参数变化;根据TG、DTG曲线,采用4种不同数学方法(Kissinger法、Starink法、FWO法、FRL法)计算紫胶树脂在氧气气氛中的热分解活化能,对计算结果进行了线性相关性检验;应用Malek法计算并推断紫胶树脂在氧气气氛中的热分解数学模型。结果表明:紫胶树脂在氧气气氛中的热分解反应为两步反应,且热分解反应过程中,体系的放热量高于吸热量;由于紫胶树脂具有聚合物特性,其热分解反应最大分解速率温度随升温速率的增大而增大。由于热分解反应体系的反应复杂性,4种数学方法中仅有Kissinger法、Starink法的计算结果具有密切的线性相关性,计算的热分解反应活化能分别为287.192、287.294 k J/mol; FWO法、FRL法的计算结果不具有密切的线性相关性,FRL法的线性相关性较差,但仍可依据FWO法的计算结果并结合TG、DTG、DSC曲线形状进行热分解机理的推断分析。应用Malek法对热分解反应进行了最概然机理函数的计算,紫胶树脂在氧气气氛中的热分解反应最接近于J-M-A方程,依据此方程的反应机理为随机成核和随后生长。依据DSC曲线,紫胶树脂在10、15、20、25℃/min升温速率时,黏流转变的起始、终止及峰值温度平均值,分别为46.6、146.5、80.1℃;计算了紫胶树脂在相应升温速率时的黏流转变焓变和熵变,平均值分别为199.4 J/g、0.56 J/(g·K)。     

原位聚合酯化改性欧洲赤松的尺寸稳定性

  目的  针对木材在环境温湿度变化时易发生干缩或湿涨，导致木材尺寸不稳定的问题，提出以柠檬酸?山梨醇混合溶液作为改性剂，通过真空加压浸渍和高温固化改性木材。探究柠檬酸与山梨醇在木材内部原位聚合酯化对木材尺寸稳定性的影响，进而优化改性工艺。  方法  以欧洲赤松为原料，改性剂质量分数、固化温度、固化时间为考察因素，改性材的吸水抗胀率和改性剂的水溶流失率为响应值，采用响应面设计法，建立工艺与改性材性能之间的数学模型，通过方差分析各因素的显著性和交互作用，同时求解拟合方程获得柠檬酸?山梨醇原位聚合酯化改性欧洲赤松的优化工艺水平。并对改性材的尺寸稳定性、微观形貌和化学组分变化进行分析。  结果  固化温度对试样的吸水抗胀率影响极显著（P < 0.01），溶液质量分数和固化温度的交互作用对试样的吸水抗胀率影响显著（P < 0.05）；固化温度对改性剂的水溶流失率影响极显著（P < 0.01）。根据回归模型，结合可操作性和成本，提出最佳工艺条件—溶液质量分数30%、固化时间16 h、固化温度160 ℃。此条件下，改性材的吸水抗胀率为58.47%。电镜结果表明聚酯润胀了细胞壁，填充了部分细胞腔。红外光谱显示有酯键生成。  结论  利用柠檬酸?山梨醇原位聚合酯化改性木材，可大幅提升木材的防水性能和尺寸稳定性。这种改性方法对改善木材天然缺陷，实现木材高效利用具有一定的指导意义。      

重组竹/玻纤/PET泡沫复合多层结构保温板制备及性能评价

  目的  为了促进木质结构保温板(SIP)的可持续发展,引入具有优良力学性能及装饰效果的可再生重组竹,结合环保型粉状环氧树脂胶黏剂,制备了重组竹/结构保温板复合材料。  方法  通过差示扫描量热法(DSC法)、力学性能测试和导热系数测试研究粉状环氧树脂胶黏剂的固化特性及复合材料的结合强度、抗弯强度、导热系数及耐热水性。  结果  ①粉状环氧树脂胶黏剂的最佳固化条件为84 ℃开始发生固化反应,在116 ℃时充分固化,于180 ℃下体系完全固化。②当涂胶量为150 g·m?2,热压时间为15 min时,重组竹/结构保温板复合材料的结合强度和抗弯强度分别可达0.83和19.80 MPa,导热系数为0.054 2 W·m?1·K?1(25 ℃)。在80 ℃热水浸泡3 h后,复合材料的结合强度仍达0.15 MPa。  结论  获得综合性能优异且具有良好耐热水性的重组竹/结构保温板复合材料。图6表2参21     

UF树脂及MUF树脂对桉木热解特性的影响

为研究脲醛(UF)树脂及三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂对桉木热解特性的影响,采用热重分析技术分别对桉 木、添加10%UF 树脂的桉木、添加10%MUF 树脂的桉木、UF 树脂、MUF 树脂的热解特性进行分析,并通过动力学 分析探究其作用机理。结果表明:添加10%UF 树脂、MUF 树脂后,桉木的TG 和DTG 曲线都向低温阶段略有偏移, UF 树脂、MUF 树脂均能促进桉木热解。桉木、添加10%UF 树脂的桉木、添加10% MUF 树脂的桉木热解的反应机 理均是Jander 三维扩散方程。桉木的活化能为117.400 kJ/ mol,添加10% UF 树脂的桉木、添加10% MUF 树脂的 桉木的活化能分别为105.452 和105.427 kJ/ mol, 可见UF 树脂、MUF 树脂均可以减小桉木热解所需的能量。      

不同催化剂条件下毛竹材液化反应动力学研究

为了筛选出高效液化竹材催化剂,达到竹材温和条件下液化,该文利用等温差示热量扫描曲线方法,分析了不同催化剂（KCl和K2 CO3）对毛竹材液化剂苯酚液化反应的影响。在20～300℃温度范围内,运用Kissinger方程在不同的升温速率（5、10、15和20℃/min）下进行动力学研究。结果表明:竹材液化反应是吸热反应;随着升温速率的增加,特征液化温度向高温方向移动;不同催化剂（K2 CO3、KCl、无催化剂）条件下竹材液化反应表观活化能依次是45.95、59.99、58.00 kJ/mol,可见K2 CO3适合做竹材液化的催化剂。由外推法得出竹材液化反应最佳工艺为:催化剂为K2 CO3,初始液化温度为691℃,液化峰高温度为97.3℃,液化峰终温度为111.9℃。      

三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂固化过程分析

采用液体核磁（¹³C-NMR）以及傅里叶红外光谱（FTIR）对三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)液态树脂的结构组成进行了分析,并充分利用红外光谱辅以DSC分析,考察了树脂的固化过程以及结构的变化。结果表明,树脂固化主要发生在羟甲基之间以及与活性氢之间的缩合反应,固化剂的加入可以促进羟甲基的固化交联反应,加快固化速度,促使固化反应更完全。     

C_(36)二聚脂肪酸基不饱和聚酯树脂固化反应动力学研究

为了深入了解C_(36)二聚脂肪酸基不饱和聚酯树脂合成及固化过程中涉及的化学反应,采用FT-IR,~1H NMR和差示扫描量热法对其进行研究.FT-IR和~1H NMR分析聚酯得出,经过缩聚反应已成功合成出C_(36)-DFA改性聚酯.TGA分析表明DFA-UPR树脂表现出相对较高分解温度,为197.83℃.DFA-UPR树脂在T_(m2)温度下热失重速率为39.56%/℃,与UPR树脂相比降低了30.13%.对纯聚酯和C_(36)-DFA改性聚酯树脂体系进行等温和非等温DSC测试.根据Kissinger方法和Crane方法得出DFA-UPR和UPR树脂体系的固化反应活化能分别为32.99 kJ/mol和33.68 kJ/mol;反应级数均为0.85;指前因子分别为1.89×10~4和3.11×10~4.DFA-UPR树脂固化反应符合Sesta′k-Berggren自催化模型.     

基于热重红外联用技术的竹综纤维素热解过程及动力学特性

利用热重红外联用技术(TG-FTIR)研究了竹材综纤维素在不同升温速率下(5.0, 10.0, 15.0, 20.0和30.0℃·min-1)的热解特性和热解动力学。热重分析/热重一次微分曲线(TG/DTG)表明:竹材综纤维素热解可分为干燥、快速裂解和慢速裂解等3个阶段; 随着升温速率增加, TG/DTG曲线往高温一侧移动; 竹综纤维素热解过程发生复杂的化学反应, 包括多重、平行和连续反应; 热解挥发分主要由小分子CO, H₂O, CH₄和CO₂, 以及一些醛类、酮类、酸类、烷烃、醇类和酚类等有机物组成。利用无模式函数积分法, 即Flynn-Wall-Ozawa(FWO)和Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)积分法, 对其热解动力学进行研究。结果表明:竹材综纤维素的活化能随着转化率的升高先增大后减小再增大, 活化能数值的变化与纤维素/半纤维素不同的热解特性有紧密联系。     

以Cu颗粒强化导热的木质基复合相变储热材料性能研究

  目的  高导热的填料虽然能够提升木质基复合相变储热材料的储放热速率,但存在的易团聚现象无法使其均匀分散于材料内部。本研究旨在利用溶液还原法,由内而外地在轻木基体内原位生成单分散的金属铜颗粒,为提高木质基复合相变储热材料的储放热性能探索绿色、经济的道路。  方法  首先利用酸性亚氯酸钠溶液对轻木进行脱木素处理以提高其对相变材料的封装效率。然后利用CuSO₄溶液与抗坏血酸溶液在脱木素轻木内利用溶液还原法多次循环制备单分散金属Cu颗粒,并将反应完全后的轻木利用真空浸渍法与石蜡（PW）制备具有Cu颗粒强化导热的木基复合相变储热材料。采用场发射电子显微镜（SEM）、红外光谱分析（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）、差式扫描量热仪（DSC）、导热系数测试仪和温度巡检仪对材料的微观、结晶、化学结构及储放热性能进行评价。  结果  轻木经脱木素处理后其对石蜡的封装效率从64.9%提升至了82.6%。经过抗坏血酸对Cu2+的还原作用,在轻木基体内原位制造出了Cu。然而循环次数过少,Cu不能均匀地分布在木材基体内,而过多的循环次数则会过量地影响轻木对相变材料的封装效果;其中3次的循环次数最为合适,以此所制备的复合相变储热材料导热系数提升了1.76倍,熔融与凝固潜热分别高达143.7、142.9 J/g,同时储热与放热时间分别缩短了23.7%与32.6%,展现出了更好的温度调节潜力。  结论  利用溶液还原法能够有效地在轻木基体内均匀制备金属Cu颗粒,并且以3次循环制备的Cu颗粒强化导热的木基复合相变储热材料储放热性能较好。      

不同合成树脂工艺对改性材性能影响研究

为研究树脂对改性材性能的影响，采用2种不同工艺合成三聚氰胺-脲醛树脂（MUF），测试了树脂的相关性能。结果表明，不同合成工艺路线下制备的 MUF 树脂在固体含量、粘度、固化时间、游离甲醛含量间存在显著差异。最终树脂的分子结构类型相似性极高，但相同结构组分在不同树脂中所占比例各有差异。羟甲基基团在MUF2中所占比例高，而亚甲基桥键及醚键在MUF1中含量高。MUF1改性材的增重率（weight percent gain，WPG）值更大，但MUF2改性材的抗溶胀性（anti-swelling efficiency，ASE）和体积膨胀率（bulking rates，B）更高，MUF2改性材的尺寸稳定性更好。     

高质量分数甲醛增强冷固型三聚氰胺-尿素-甲醛树脂性能

为探究高质量分数甲醛对共缩聚合成三聚氰胺-尿素-甲醛树脂（MUF）性能的影响,以高质量分数甲醛（50%）为原料合成树脂（MUF-H）,在自制混合固化剂作用下,通过常温（20 ℃左右）冷压制备胶合木,对比了高质量分数甲醛与普通甲醛合成树脂的物理力学性能,并借助动态热机械性能（DMA）,红外光谱（FT-IR）和核磁共振（13C-NMR）等分析手段诠释两者间的差异。结果表明:相对于以普通甲醛制备的MUF树脂,以高质量分数甲醛替制备MUF-H树脂能有效提高树脂的固体含量和黏度,缩短固化时间,胶合木干状剪强度增幅为60%,耐水性能和剥离率测试皆能满足相关国家标准;动态热机械性能测试结果表明:高质量分数甲醛制备MUF-H树脂能大幅度增强树脂的弹性模量;核磁共振分析表明:以高质量分数甲醛合成的MUF-H树脂具有较高含量的三聚氰胺与尿素共缩聚产物亚甲基醚键,说明体系有较高的缩聚程度和交联度。图5表5参15     

低剂量吡虫啉对多异瓢虫捕食及繁殖的影响

[目的]研究低剂量的吡虫啉药剂对多异瓢虫捕食力及繁殖的影响,为指导田间合理用药提供科学依据。[方法]采用艾美乐70%水分散粒剂和20%扑虱蚜可湿性粉剂两种吡虫啉药剂,研究了不同低剂量吡虫啉农药的配比对多异瓢虫捕食、捕食功能反应、生殖力的影响。[结果]扑虱蚜浓度配比为1∶2 000,多异瓢虫完全取食率最低,比无农药环境下减少约13%。多异瓢虫的捕食量以施用1∶50 000的艾美乐农药时最大,取食时间仅为不施药状态下的29%。在低剂量农药环境下多异瓢虫的繁殖力有一定的降低。在1∶10 000、1∶20 000的艾美乐溶液和1∶2 000的扑虱蚜药液作用下,产卵量显著低于不施药状态。[结论]吡虫啉为低毒农药,对多异瓢虫有较高的选择性。在大田使用时可考虑适当降低浓度,以提高多异瓢虫的捕食能力,减少农药的污染。     

大豆蛋白改性集成材用三聚氰胺-尿素-甲醛树脂

为降低胶黏剂体系中游离的甲醛含量,增加其耐久性,以改性大豆蛋白为改性剂,合成改性三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂MUF-1,并对其基本性能、胶合性能等进行测试分析。结果表明:在"弱碱-弱酸-弱碱"合成工艺的初始碱性阶段,添加9%改性大豆蛋白改性MUF树脂效果最佳,合成树脂黏度适中,操作性好,利于集成材生产,体系中游离甲醛含量较未改性树脂降低52%;用改性后的MUF-1树脂制备的胶合木具有良好的胶合性能及耐水性能,满足国家结构集成材标准。核磁共振(13C-NMR)分析结果表明,改性大豆蛋白的引入会在一定程度上阻碍缩聚反应的进行,红外光谱分析结果亦与之印证。动态热机械性能分析(DMA)测试分析表明改性后的MUF-1树脂起始固化温度降低,在固化速率基本一致的情况下,较之未改性MUF树脂固化更彻底,体现出较优的力学性能。     

MUF共缩合树脂的动态热机械分析

利用动态热机械分析仪（DMA）,对不同合成工艺条件下制备的氨基共缩合树脂性能进行了分析。基于DMA分析仪的优势,重点从固化特征方面对氨基共缩合树脂进行了表征。结果表明,不同合成工艺路线,对MUF共缩合树脂的固化特征温度有不同影响,而且,当固化剂存在时,不同氨基树脂又表现出了不一样的固化历程,有助于树脂固化速度的提高。通过测试不同固化剂加量条件下的DMA特征参数,结果显示氯化铵作为固化剂时,加入量控制在0.5%~1.0%之间,可获得优良的胶层性能。