施胶工艺对常压冷等离子体处理改善杨木单板胶合特性的影响

采用常压介质阻挡放电产生的冷等离子体对杨木单板进行改性处理,研究单板含水率、涂胶量和胶黏剂种类对杨木单板胶合特性的影响,结果表明:常压冷等离子体处理能显著地改善不同制板工艺条件下杨木胶合板的胶合强度,提高率可达15％～45％.含水率越低,等离子体处理后强化胶合强度的效果越好,并且对于UF、MUF、PF三种胶黏剂,常压冷等离子体处理均可在常规胶量下增强杨木单板的胶合强度,表明了常压等离子体处理可运用于工业化生产,并且是降低成本和甲醛释放量的一个有效方法.     

高温处理对木塑复合胶合板性能的影响

用高温处理的杨木单板与HDPE薄膜制备木塑复合胶合板,考察处理温度对木塑复合胶合板性能的影响,并通过红外光谱、表面接触角等分析其作用机理。结果表明:杨木单板经130~200℃处理后,表面的亲水性降低,与HDPE薄膜界面的相容性改善,有效地提高了木塑复合胶合板的胶合强度和耐水性能;但高温处理导致单板自身强度降低,木塑复合胶合板的静曲强度和弹性模量降低。处理温度为160℃时,木塑复合胶合板的综合性能最佳。     

低密度聚乙烯膜胶合板制备工艺研究

以杨木单板为基材,低密度聚乙烯(LDPE)薄膜为胶黏剂制备木塑复合胶合板,探讨了单位面积上LDPE的质量、改性剂种类及热压工艺对木塑复合胶合板胶合强度的影响。结果表明:经过表面改性的杨木单板制备的胶合板胶合强度优于未改性单板制备的胶合板胶合强度;以KH-550为杨木单板表面改性剂(用量2%),采用121 g/m~2 LDPE薄膜,在温度160℃、时间8 min、压力2.0～2.2 MPa热压工艺条件下,制备的木塑复合胶合板胶合强度符合GB/T 9846—2015中Ⅱ类胶合板要求;表面改性单板表面接触角的检测结果表明,经硅烷偶联剂KH-550处理的木材表面接触角最小,其渗透性较好。     

SiO_2浸渍杨木单板/低密度聚乙烯复合胶合板的制备工艺

采用SiO2水性分散液浸渍处理的杨木单板,以低密度聚乙烯(LDPE)薄膜为胶黏剂,制备热塑性树脂胶合板,分析其制备工艺因子对板材性能的影响。结果表明:塑料加入量、热压温度、偶联剂种类等因素对热塑性树脂胶合板的性能有非常显著影响,优化工艺条件制备板材的胶合强度可达到GB/T 9846.3-2004中II类胶合板的要求,表面硬度比未处理板材有所提高,游离甲醛释放量更低。     

薄膜层数对热塑性树脂胶合板性能的影响

为了解决人造板产品游离甲醛释放的问题,以高密度聚乙烯(high density polyethylene,HDPE)薄膜作为胶黏剂,采用热压-冷压联用的平压工艺,分别对杨木单板与硅烷改性单板进行胶接,制备了不同HDPE薄膜层数(1,2,3和4层)的热塑性树脂胶合板,并测定了胶合板的物理力学性能。结果表明,薄膜层数对未处理材和硅烷处理材性能的影响变化规律相似。随着HDPE层数的增加,热塑性树脂胶合板的胶合强度无显著变化,耐水性能和抗弯性能逐步改善,耐高温破坏能力降低。当层数相同时,硅烷处理材的综合性能远优于未处理材。对于未处理材,当仅使用2层HDPE薄膜时,胶合强度值超过07 MPa,达到Ⅰ类胶合板的用材要求。对于硅烷处理材,当使用1层HDPE薄膜时,板材的综合性能最好,耐高温破坏能力最强,胶合强度达到189 MPa,木破率增加至95%,24 h吸水率降低至6224%,130℃时板材的标准化模量值比未处理材提高了80%,tanδmax值对应的温度点由141℃升至180℃。     

常压等离子体处理对单板表面特性及豆胶胶合的影响

采用常压空气介质阻挡放电等离子体对杨木单板表面进行改性处理,利用自制纳米纤维素改性大豆蛋白胶黏剂制备胶合板,研究等离子体处理工艺对杨木单板表面润湿性能和杨木胶合板胶合性能的影响,以期提高胶合板性能、降低施胶量,并从等离子体处理对微观形貌和化学组分两方面的影响分析其机理。试验结果表明:常压等离子体处理后,胶液在单板表面的初始接触角和平衡角相比未处理单板最大分别下降12.4%和46.3%,润湿性能得到明显改善;在达到Ⅱ类胶合板胶合性能的前提下可降低一定的施胶量;改性单板表面粗糙度提高,含氧官能团含量增加,均有利于胶液在单板表面的润湿。综合胶合板性能与经济效益,选择较优处理工艺条件为处理功率4.5 kW、处理速率14 m/min和单面施胶量140 g/m~2。     

等离子体处理对高温干燥杨木单板表面性能的影响

单板在高温干燥条件下表面会发生钝化,表面活性下降,从而影响胶合性能。利用常压低温等离子体处理高温干燥杨木单板,以改善其表面特性,提高胶合性能。主要研究了等离子体处理功率和处理速率对高温干燥杨木单板表面特性及界面胶合性能的影响。研究结果表明:等离子体处理可明显提高单板表面的润湿性,当处理功率为4.5 k W、处理速率为2 m/min时,脲醛树脂胶和酚醛树脂胶在杨木单板表面的初始接触角和平衡接触角分别降低了18.2%,17.8%和40.4%,38.8%,脲醛树脂和酚醛树脂胶所制胶合板的胶合剪切强度分别增加了56.0%和51.5%。等离子体处理后脲醛树脂在高温干燥杨木单板所制胶合板的胶合界面中的渗透深度明显提高,胶合界面的平均渗透深度和有效渗透深度增幅分别为80.0%和61.9%。等离子体处理后,高温干燥杨木单板表面羰基数量有所增加。     

微纳纤丝改性豆胶制造染色杨木胶合板

将不同微纳纤丝添加量的三聚氰胺树脂涂饰在杨木单板表面,并以添加微纳纤丝的豆胶作为胶黏剂,制造杨木胶合板,检测微纳纤丝添加量对染色杨木单板表面色牢度、胶合板表面耐磨性能、胶合强度的影响。结果表明:微纳纤丝可明显改善单板表面色牢度及表面耐磨性能;在豆胶中加入微纳纤丝,可提高胶合板的胶合强度。     

氧冷等离子体处理对杨木胶合板甲醛释放量的影响

随着近年来家庭装饰装修要求的提高,越来越多的人造板开始进入室内环境。如何降低人造板的甲醛释放量已成为木材工业界的一个热点研究课题。笔者利用氧冷等离子体技术对杨木单板进行改性处理,并制成三层胶合板,研究氧冷等离子体处理对杨木胶合板甲醛释放量的影响。研究结果表明:采用氧冷等离子体处理的方法降低杨木胶合板甲醛释放量是可行的,产品甲醛释放量下降率可达5.66%～23.90%;随着氧冷等离子体处理时问的延长,胶合板甲醛释放量下降率呈先升后降趋势,随处理功率的增大也呈先升后降趋势。     

硅烷偶联剂对地质聚合物基胶合板胶合性能的影响

为提高木材与地质聚合物的界面胶合强度,使用KH550、KH560和KH570三种硅烷偶联剂对杨木单板进行涂刷处理,以实验室自制的偏高岭土基地质聚合物为木材胶黏剂,热压制备胶合板,研究硅烷偶联剂处理对杨木单板表面微观形貌和润湿性能、胶接界面化学基团和微观结构、胶合板干态和湿态胶合强度的影响。结果表明:KH550、KH560、KH570偶联剂处理后,木材表面形成的硅烷薄膜层,有利于碱激发剂在木材表面的进一步扩散,平衡接触角分别降低了25.8%、31.8%、14.8%;硅烷偶联剂处理有利于促进地质聚合物在木材内部的渗透,其中偶联剂KH550处理组的地质聚合物在木材中渗透更为均匀;经浓度为10%的KH550处理后,胶合板胶合强度达到最大值,其湿态胶合强度与干态胶合强度分别比未处理材提高了41.5%和47.5%。     

水性异氰酸酯交联剂的应用研究

采用不同链长的聚醚多元醇与多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）反应,制备了两种不同结构的水性异氰酸酯（P-C、P-D）,联剂分别加入到氧化玉米淀粉胶黏剂和脲醛树脂胶黏剂中,以改善胶黏剂的胶接性能。通过粘接强度测试研究不同结构、不同用量的水性异氰酸酯对改性胶黏剂的胶接强度和耐水性的影响。实验结果表明：氧化玉米淀粉和脲醛树脂中加入水性异氰酸酯交联剂制备胶合板,胶接强度及耐水性均有显著提高。氧化玉米淀粉胶黏剂中加入10%的水性异氰酸酯P-D后,所制备胶合板的干态剪切强度可达2.64MPa。脲醛树脂胶黏剂中加入7.5%的P-D后,干态、湿态剪切强度分别为1.24MPa和1.23MPa,甲醛释放量为0.31mg/L,达到E0级标准。     

不同物质的量之比乙二醛⁃尿素⁃甲醛共缩聚树脂的合成与性能

为了降低木材胶黏剂中的甲醛含量,减小胶合板甲醛释放对人体健康和环境造成的危害,采用乙二醛与单羟甲基脲(MMU)反应,合成了MMU与乙二醛物质的量之比分别为0.7∶1.0,0.9∶1.0,1.1∶1.0和1.3∶1.0的乙二醛?尿素?甲醛(GUF)共缩聚树脂;采用傅里叶变换红外光谱(FT?IR)和X射线衍射(XRD)对树脂的结构进行了表征,对树脂的基本性能、固化性能、润湿性能及胶合性能进行测定,并进行对比分析。结果表明,合成制备的GUF树脂稳定性较好,均超过了10 d;外观均为酒红色均一液体。MMU与乙二醛的物质的量之比对树脂固体含量和黏度有较大影响,固体含量随着物质的量之比增大而增大,当MMU与乙二醛物质的量之比为1.3∶1.0时,树脂的固体含量为63.12%;当MMU与乙二醛物质的量之比为0.9∶1.0时,树脂黏度的最小值为23.91 mPa·s。树脂的主要官能团(N—H、O—H、C??O、C—O—C和C—N)的红外吸收峰基本不受物质的量之比的影响。树脂对杨木单板的润湿性能良好,接触角为50.8°~57.3°;MMU与乙二醛的物质的量之比为1.3∶1.0时合成的GUF树脂性能较优,胶合板干状胶合强度和湿强度分别为1.81和1.47 MPa;低物质的量之比的GUF树脂固化后会出现晶体结构。     

三聚氰胺改性低毒脲醛树脂耐水性研究

不同摩尔比的两类低毒脲醛树脂(JQ21未改性,JQ22与5%三聚氰胺共聚),分别与不同质量比的三聚氰胺树脂混合,并在不同的固化体系中固化,用于胶合板的压制.对胶合板的胶合性能及甲醛释放量进行了研究.实验结果表明:固化体系不同,胶接强度也不相同;随着摩尔比的增加,胶接强度提高,甲醛释放量亦相应提高;同时采用共聚和共混两种方法进行改性的脲醛树脂,其胶接强度和甲醛释放量均优于单一的采用共混改性的脲醛树脂;并且混合胶液中三聚氰胺的比例越低,胶接性能越筹,甲醛释放量变化逐渐趋于平稳.     

胶合板用改性脲醛树脂的调制与应用

分别就改性脲醛(UF)树脂的调胶pH值以及面粉加量对胶液胶合性能的影响进行讨论.结果表明,随着pH值降低,胶合强度和预压强度增大,固化时间和适用期缩短,甲醛释放量降低;面粉用量增大对胶液粘度影响显著,对胶合强度、甲醛释放量有不利影响,但可改善预压性能.综合考虑生产实际,以pH值4.5和面粉加量20%为宜.     

PF-1#低毒快固酚醛树脂胶的研制与应用

低毒、快固和降低树脂率一直是酚醛树脂胶的研究方向。针对这些问题进行试验，首先合成了低毒快固酚醛树脂胶，该胶的游离酚、游离醛含量均低于0．1％。用该胶压制3层胶合板，按Ⅰ类胶合板国家标准检测剪切强度：桦木平均达1．77MPa，杨木平均达1．37MPa；木破率：桦木85％，杨木95％。然后采用均匀设计的方法考查了填充剂对低毒快固PF-1^#酚醛树脂胶粘剂性能的影响，结果表明，按最优配比调胶，其胶合性能较为理想。     

高支化聚脲对脲醛树脂胶黏剂耐水性能和甲醛释放量的影响

引入高分子量、高支化度以及端基为尿素的高支化聚脲(HBPU)用于低摩尔比脲醛树脂(UF)改性,利用HBPU与游离甲醛的反应以及与UF组分的共缩聚反应实现树脂耐水性能的提升和人造板甲醛释放量的降低,有效平衡胶合性能和甲醛释放量之间的矛盾。在无溶剂、无催化剂条件下,通过尿素(U)与三(2-氨基乙基)胺(TAEA)的脱氨缩合反应,一步合成了具有尿素端基的HBPU,并对HBPU的分子量分布和结构进行了表征。使用HBPU水溶液,采用UF合成反应后期加入和共混2种方法对UF进行改性,通过胶合板性能测试以及甲醛释放量测定,考察了HBPU添加量和添加方式的影响。凝胶渗透色谱和碳-13核磁共振分析表明,通过本研究的合成方法可以获得具有高分子量、高支化度、尿素为端基且水溶性良好的HBPU,并且随着U与TAEA摩尔比的提高,更多尿素封端产物形成。电喷雾电离质谱对改性树脂的分析结果表明,HBPU不仅与UF中的一部分游离甲醛发生羟甲基化反应,同时与UF组分反应生成了部分共缩聚产物。胶合板性能测试结果表明,共混以及反应后期加入HBPU两种方式得到的改性树脂耐水性能均显著提升。同时,使用添加5%HBPU改性树脂制备的胶合板甲醛释放量较未改性树脂制备胶合板降低41%。HBPU改性同步实现胶合性能的提升和甲醛释放量降低的主要原因在于HBPU在提高树脂支化程度的同时,还起到捕捉游离甲醛的作用。解决UF胶合性能和人造板甲醛释放量之间矛盾的关键在于提升树脂的支化程度,同时降低树脂中游离甲醛的含量,而引入高分子量、高支化度、具有类似尿素反应活性的聚合物是同步实现胶合性能提升和甲醛释放量降低的有效途径。     

Development of a novel polyvinyl acetate type emulsion curing agent for urea formaldehyde resin

High formaldehyde emission and poor water resistance are two main disadvantages of urea formaldehyde (UF) resin. For that reason, a novel polyvinyl acetate (PVAc) type emulsion curing agent was developed in this paper. PVAc type emulsions, including PVAc, the co-polymer of PVAc and N-hydroxymethyl acrylamide (PVAc–NMA), and the ternary co-polymer of PVAc, NMA, and urea (PVAc–NMA–urea), were the main components. Water, aluminum chloride, ammonium dihydrogen phosphate, polypropylene glycol, silicone oil, and urea were the other components. Under heating, aluminum chloride and ammonium dihydrogen phosphate often underwent thermal decomposition and hydrolysis in solution, produce free acid to cure UF resin, so the curing agent could enhance the curing rate, and then shorten the curing time. In this curing agent, ammonium dihydrogen phosphate and urea worked as formaldehyde removers and reacted with free formaldehyde in UF resin, thus the formaldehyde emission exuded from the plywood could be effectively limited and reduced. The bonding strength of plywood was not improved very much, especially the dry bonding strength, but the wet bonding strength was little enhanced for the active hydroxymethyl group contained in PVAc–NMA and PVAc–NMA–urea underwent a self-cross-linking reaction to improve the bonding strength and adhesion force to the bonded substrate. More importantly, the results from the industrial production experiments were shown to be very good.     

C NMR 定量分析

按酚醛(PF)树脂的制备工艺,采用CaO和NaOH为复合催化剂,在碱性条件下制备了95%～200%的系列尿素改性酚醛(PUF)树脂,贮存期达30 d以上。该系列PUF树脂压制的杨木三合板,胶合强度符合Ⅱ类胶合板要求,甲醛释放量<0.5 mg/L,符合E0级。其中选用尿素/苯酚(U/P)质量比为1.5∶1,甲醛与尿素-苯酚(F/(U+P))物质的量的比值为0.97的配方制胶,结合13C NMR分析手段,监控投料甲醛在反应过程中形成的亚甲基、羟甲基和亚甲基醚键的含量变化,以及最终PUF树脂的亚甲基(32.4%)、羟甲基(57%)和亚甲基醚键(10%)的结构比例。     

纳米蒙脱土改性脲醛树脂制备胶合板研究

采用纳米层蒙脱土（MMT）改性脲醛树脂制备胶合板,研究MMT在脲醛树脂合成过程中的加入方式、种类以及加入比例对胶合强度和甲醛释放量的影响.结果表明：MMT在脲醛树脂合成中加入第一批尿素（U1）,其干湿强度达到最高,游离甲醛含量最低,且都满足国家标准.对于5种不同处理MMT改性脲醛树脂进行试验,结果显示加入纳米蒙脱土后,胶合板的胶合强度均比脲醛树脂有所提高,游离甲醛有所降低,并达到E0级国家标准.综合强度和成本问题编号为DK-1N的MMT制备的胶合板,其干湿强度分别达到了3.74 MPa和1.79 MPa,板材的游离甲醛含量为0.494 mg/100 g.