落叶松树皮热解油替代部分苯酚合成酚醛树脂胶的研究北大核心

为降低酚醛树脂胶(PF)生产成本,提高木材废弃物利用率,利用落叶松树皮热解油部分替代苯酚合成PF胶,探讨其用量对PF树脂胶性能的影响,并进行成本分析。结果表明:落叶松树皮热解油-PF胶具有良好的胶合性能,制备的胶合板可满足GB/T 9846.3-2004中I类胶合板的强度要求,且生产成本降低。     

落叶松树皮热解油替代部分苯酚合成酚醛树脂胶的研究

为降低酚醛树脂胶(PF)生产成本,提高木材废弃物利用率,利用落叶松树皮热解油部分替代苯酚合成PF胶,探讨其用量对PF树脂胶性能的影响,并进行成本分析.结果表明:落叶松树皮热解油-PF胶具有良好的胶合性能,制备的胶合板可满足GB/T 9846.3-2004中Ⅰ类胶合板的强度要求,且生产成本降低.     

玻璃纤维增强塑料用热解油-酚醛树脂的合成工艺

采用热解油、苯酚和多聚甲醛合成满足玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)制备要求的热解油-酚醛树脂,通过单因素试验考察了合成工艺条件对树脂性能的影响规律,并利用正交试验优选出最佳合成工艺条件为:甲醛/苯酚摩尔比1.8、热解油添加量为苯酚质量的20%、NaOH/苯酚摩尔比0.25、反应时间10 min。在该条件下合成的热解油-酚醛树脂的主要性能为:黏度743 m Pa·s、固体含量77.1%、游离酚含量3.1%、游离醛含量1.2%、凝胶时间28.0 min、氧指数92.7%,能够较好地满足制备玻璃钢的需要。利用热解油-酚醛树脂制备的玻璃钢材料的主要性能为:氧指数90.3%、弯曲强度138.5 MPa、弯曲模量4 582.3 MPa,表明其具有良好的阻燃性能和力学强度,且以上性能均优于普通酚醛树脂所制玻璃钢;通过红外光谱和扫描电镜分析发现,热解油-酚醛树脂与普通酚醛树脂具有相似的分子结构和微观表面形貌。     

酚化木质素改性酚醛树脂胶黏剂的制备及性能表征

在碱性条件下,酸性木质素先经苯酚处理,再用于对酚醛树脂进行改性,制备得到木质素改性酚醛树脂(LPF)胶黏剂,考察了木质素用量、苯酚处理时间及温度、苯酚处理木质素时氢氧化钠水溶液用量(第一批次氢氧化钠)、酚醛物质的量比对LPF胶黏剂性能的影响。研究结果表明:在木质素用量25%、苯酚处理时间2 h、苯酚处理温度80℃、第一批次氢氧化钠水溶液用量8%、苯酚与甲醛的物质的量比1.0∶2.0时,LPF胶黏剂的胶合强度为1.57 MPa,较未经改性的酚醛树脂(PF)胶黏剂的1.35 MPa提高了16.3%,游离苯酚为0.58%,比PF的0.72%降低了19.4%,游离甲醛0.16%、固体质量分数51.2%、pH值11.4、黏度80 mPa·s、贮存期为60天。FT-IR分析表明:LPF在2893和1213 cm~(-1)处吸收峰明显减弱,表明木质素分子中甲氧基部分脱落;在1505、1320、1114和875 cm~(-1)处吸收峰消失,表明合成酚醛树脂过程中,木质素中的磺酸基消失;在1018 cm~(-1)处的吸收峰明显增强,表明有新的醚键生成。     

纳米氧化镁催化合成木素-酚醛树脂的工艺及性能

以纳米氧化镁(MgO)为催化剂,合成酶解木质素含量为50%的木素-酚醛(LPF)树脂,探究甲醛/苯酚(F/P)量比、MgO添加量、NaOH/P量比等参数对树脂凝胶时间、储存期及试件胶合强度的影响规律。结果表明,LPF树脂的优化合成工艺是:F/P量比为1.9,MgO添加量为1.5%,NaOH/P量比为0.9,制备树脂的凝胶速度较普通树脂提高30%以上,试件胶合强度满足GB/T 9846-2015中I类胶合板要求。     

Synthesis and the Quantitative 13C NMR Analysis of PUF Resin for E0 - Ⅱ -type Plywood

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13CNMR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.     

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。     

油茶饼粕苯酚液化物的树脂化研究

以油茶饼粕苯酚液化物为原料制备酚醛树脂,测定树脂的理化性能,评价树脂的胶合性能.考察了甲醛与苯酚的摩尔比(F/P)、氢氧化钠与苯酚的摩尔比(NaOH/P)和树脂化时间对树脂理化性能和胶合性能的影响.结果显示,在F/P 1.8、NaOH/P 0.6、树脂化时间70 min的条件下合成的酚醛树脂压制的胶合板能满足Ⅰ类胶合板强度要求.FTIR分析显示液化物树脂具有常规酚醛树脂典型的官能团特征,树脂中含有较多的羟甲基等活性官能团.     

纤维素纳米纤维增强增韧酚醛树脂及其竹材胶合界面性能研究北大核心

针对酚醛树脂胶黏剂固化后脆性大,极易在竹材-树脂胶合界面形成应力集中,进而导致竹材胶合界面开裂问题,以纤维素纳米纤丝(CNF)和纤维素纳米晶须(CNW)为填料,通过用量的调控,以增韧酚醛(PF)树脂,改善竹材胶合界面性能,进而提高界面胶接强度。采用差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等技术手段对改性前后酚醛树脂的性能和微观结构进行表征,并对竹胶合试件进行了胶合强度测试和胶合界面破坏形貌观察。结果表明:添加CNF和CNW虽不参与酚醛树脂胶黏剂固化过程,但对固化行为有一定影响,且对酚醛树脂有良好的增韧效果,进而能有效提高PF树脂与竹材界面胶接强度。当添加酚醛树脂胶黏剂固体含量0.5 wt%的CNF时,改性效果最优,PF树脂胶接试件的干、湿强度达到最大值,分别为13.56 MPa和7.61 MPa。本研究所采用的方法可有效改善竹材胶合制品界面性能,防止竹材胶合界面开裂,为提高竹材耐久性、拓展其应用范围提供良好的思路和借鉴。     

生物油-酚醛共缩聚树脂与生物油/酚醛共混树脂的性能研究

研究了生物油-酚醛共缩聚树脂和生物油/酚醛共混树脂的粘度、pH值、固化时间、固体含量,以及胶接性能,发现生物油与酚醛共缩聚及与酚醛树脂物理共混均能有效提高原酚醛树脂的胶合强度,制备的胶合板能达到国标GB/T 17657-2013对Ⅰ类胶合板的要求.对于生物油-酚醛共缩聚树脂,生物油加入量为苯酚用量的25％时,胶接胶合板耐沸水剪切强度可达到1.72MPa;对于生物油/酚醛共混树脂,生物油加入量为酚醛树脂总量的4％时,胶接胶合板耐沸水剪切强度可达到1.56MPa.继续提高生物油用量树脂胶接性能下降,主要是由于生物油较高的粘度、酸性,以及油中所含酚类物质相对较低的反应活性.相同生物油加入量的共缩聚树脂胶接性能优于混合树脂.     

间苯二酚改性酚醛树脂胶黏剂的研究

采用间苯二酚改性酚醛树脂胶黏剂,结果表明,P/R摩尔比对间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶合木的剪切强度影响不大,剥离率与P/R摩尔比呈线性关系.间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶合木的剪切强度≥6MPa,剥离率＜10％.     

尿素改性酚醛树脂胶粘剂的研究

利用尿素与苯酚和甲醛三元共缩聚的方法来提高酚醛树脂的固化速度。通过PF与PUF树脂的DSC分析表明,PUF在缩聚时放热峰的起始温度低于PF。PUF树脂在低于PF树脂25℃的固化温度下就能固化完全。在相同的固化温度下,PUF树脂的固化速度要快于PF。用PF和PUF制得的刨花板物理力学性能均达到德国建筑用刨花板标准DIN 68763 V100的要求,PUF刨花板的热压时间可以比普通酚醛胶刨花板缩短35％。当尿素替代苯酚量为25％-30％时,合成胶粘剂的成本可降低15％-20％。     

苯酚-尿素-甲醛共聚树脂合成及其在胶合板中的应用

为降低胶合板模板用胶黏剂成本,提高企业经济效益,以尿素与苯酚摩尔比为试验因素,进行了苯酚-尿素-甲醛共聚树脂(PUF树脂)合成试验。在PUF树脂胶合板检测结果的基础上,对不同摩尔比PUF树脂的胶合与耐水性能进行评价与优化,并通过PY-TRACE1310 ISQ裂解-气/质联用仪与Netzsch STA449F3综合热分析仪等现代仪器对PUF树脂各阶段产物和热学特性进行分析。研究发现当尿素与苯酚的摩尔比增大到0.5时,PUF树脂的胶合与耐水性能仍可达到Ⅰ类胶合板国家标准,超过0.5以后,产品的胶合强度与耐水性则有较大幅度下降。结果表明,在该试验特定条件下,尿素与苯酚的摩尔比为0.5是可行的,产品具有良好的胶合与耐水性能,较PF树脂生产成本降低了23%,具有良好的生产应用前景。     

纳米SiO2对尿素改性酚醛共缩聚树脂性能的影响

用尿素替代部分苯酚合成出的尿素改性酚醛共缩聚树脂(UPF),在实际使用过程中多存在树脂性能不稳定、胶合强度试件木材破坏率低等问题,特别是当尿素加入量增大(尿素替代苯酚量超过20%)时,表现得更为突出,影响到了其在胶合板生产中的使用效果。本试验针对UPF在使用过程中遇到的实际问题,通过加入纳米SiO_2,探讨其对UPF性能的影响。     

间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶的快速老化性能试验

通过10、15、30和50次煮佛-干燥循坏人工快速老化处埋对间笨二酚-苯酚-甲醛(RPE)、酚醛(PF)树脂胶胶合试件以及实木(solid wood)试件的木块顺纹剪切强度进行比较。试验结果表明:RPF胶的耐候性优于PF胶的耐候性,研制的RPF胶是一种性能优良的耐候性结构用胶。     

低共熔离子液体改性木质素-酚醛树脂的热解和热解动力学研究

采用氯化锌/乙酰胺低共熔离子液(DES)处理2种木质素,加水作为反相溶剂得到再生木质素。研究用其替代部分苯酚制备木质素改性酚醛树脂(LPF)的基本性能变化,结合热重分析法(TGA)分析树脂的热解特性,引入Flynn-WallOzawa模型量化了树脂的表观活化能。结果表明,经该DES处理前后的磨木木质素和酶解木质素均可在保持树脂基本性能稳定的前提下替代20%苯酚制备LPF。升温速率β影响树脂的热分解过程,4种LPF的初始分解温度、热解过程所需的活化能均高于未改性酚醛树脂(PF),特别是经氯化锌/L酰胺DES处理后的再生磨木木质素改性酚醛树脂(RMLPF),其热降解温度更高,残炭率更多,热解过程所需的活化能比PF高出2~4倍,热稳定性明显提高。     

蛋白胶/PF混合应用对胶合板强度影响的研究

研究了化学改性蛋白胶加人酚醛(PF)树脂交联剂后对胶合板强度的提高。利用石灰乳、氢氧化钠、硅酸钠等化学药剂对大豆蛋白进行改性,制备蛋白胶,按胶合强度筛选出的最优配方可以达到Ⅲ类胶合板的强度要求。将改性豆胶与PF胶按1:1的比例混合应用,在160℃／5min或150℃／6min的热压组合条件下压制的胶合板可以达到Ⅰ类胶合板的强度要求。PF胶以适当的比例添加才能起到良好的交联作用。豆胶与PF的混合应用使胶合板的强度和耐水性得到极大改善,为开发利用低成本高性能天然胶黏剂做出了有益的探索。     

葡萄糖-三聚氰胺-甲醛共聚树脂合成及性能研究

以葡萄糖、三聚氰胺和甲醛为主要原材料,在碱性条件下合成葡萄糖-三聚氰胺-甲醛(GMF)共聚树脂胶黏剂。对GMF树脂的合成工艺进行了探讨,通过FT-IR图谱的分析,研究了葡萄糖与三聚氰胺的摩尔比(G_g/M_m)对GMF树脂胶合强度、储存期的影响。实验结果表明:GMF树脂优化合成工艺为:合成反应温度88℃、pH值9.0~9.5、葡萄糖与三聚氰胺的摩尔比(M_g/M_m)0.1~0.4;GMF树脂的储存期(25℃)可达9~15 d。FT-IR表明:GMF树脂分子结构的链接方式主要以醚键和亚甲基键为主;GPC表明新制GMF树脂数均分子量为240~270。当葡萄糖与三聚氰胺的摩尔比(M_g/M_m)低于0.5时,胶合板的胶合强度均达到了国家标准中I类胶合板的要求。     

三聚氰胺脲醛树脂改性酚醛树脂胶粘剂的研究

采用常规合成的脲醛(UF)或酚醛(PF)树脂胶对多层胶合板贴面时，很容易出现开胶或透胶现象。本研究采用三聚氰胺脲醛(MUF)树脂对PF树脂进行改性，生产浅色改性PF胶粘剂，探讨了MUF与PF树脂摩尔比、混合比、热压条件等对胶液的粘度、缩合度、稳定性、胶层颜色及胶合质量的影响。结果表明，改性后的浅色酚醛树脂胶粘剂筘存性好、固化后胶层近似木材本色、高强耐水、耐候，用来压制的多层实木复合地板可达到GB9846．1～12-88Ⅰ类胶合板要求。     

酸木质素改性酚醛树脂胶粘剂的研究

分别用硫酸、硝酸和盐酸从造纸黑液中提取木质素,用酸木质素来替代部分苯酚合成酚醛树脂胶粘剂,对产物进行了固体含量、游离甲醛含量和胶合强度的测定,并用红外光谱对其进行了结构表征。作者考察了酚醛比(物质的量比)和酸木质素的替代量对胶粘剂性能的影响。结果表明:当n(苯酚):n(甲醛)=1:1.5,硝酸木质素的替代量为20%时,胶粘剂的综合性能最优。