生物质酚醛树脂木材胶黏剂的研发和应用

为了缓解石化资源紧缺带来的尖锐矛盾,探索生物质酚醛树脂(BPF)工业生产和应用的可行途径。与生产单位密切合作的初始工业水平下的研发/试产结果表明:BPF的固体含量和出釜粘度是影响树脂生产/使用技术经济期望的重要因素;BPF的生产技术条件和BPF对结构用胶合板的胶合条件和胶合效果与常规纯酚醛树脂(PF)基本相当,但具较好的环保效益和经济效益;生物质酚醛树脂具切实的技术经济可行性和广阔的开发应用前景,但须继续作出艰苦的努力和深入的探索。同时建议政府给取代性生物质材料研发、生产和使用以切实的鼓励政策。     

木质复合材用酚醛树脂胶黏剂固化过程的模拟方法

制造木质复合材常用酚醛树脂胶黏剂,这种胶黏剂在一定的温度下固化,将组成木质复合材的原料胶合在一起.为了较准确地确定制造木质复合材的热压时间、优化热压工艺以及获得良好的胶接性能,充分了解该胶黏剂固化过程是必要的.已有的文献对于制造木质复合材用酚醛树脂胶黏剂的化学合成、性能和固化机制等已经做了大量的研究,但对于应用计算机模拟的方法研究该胶黏剂的固化过程很少.本文根据酚醛树脂胶黏剂体系固化模型,应用MATLAB软件模拟制造木质复合材时酚醛树脂胶黏剂固化过程,初步探讨了该种胶黏剂体系固化的计算机动态模拟问题,该方法和理论可以是实现木质复合材的虚拟制造技术较重要的基础组成部分,同时也为在教学与科研中理解这一复杂过程提供了一个新途径.     

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。     

酶解木质素改性酚醛树脂胶黏剂的研究

利用秸秆发酵制备能源酒精的残渣中提取的酶解木质素(EHL),部分代替苯酚合成改性酚醛树脂胶,并热压制得胶合板.测定了胶合板的胶合强度,改性树脂胶的黏度、固含量、水混合比、可被溴化物、游离酚、游离醛等性能指标.结果表明:木质素替代量达20%时,各项性能仍能基本达到国家标准Ⅰ类板的要求,特别是耐水性十分良好,水煮两次后胶合强度仍远大于国家标准Ⅰ类板≥0.7MPa的要求.     

纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂的初步研究

以纤维素乙醇木质素、苯酚、甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,制备了纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂,研究了木质素替代苯酚的工艺以及对胶黏剂性能的影响。研究发现:当木质素替代率为30%时,纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂胶合强度达到国家Ⅰ类板要求,甲醛释放量达到Eo级,且成本低、胶合强度好、低毒环保,可广泛用于制备室外级人造板。     

新型酚醛树脂改性大豆蛋白基胶黏剂的研究

以脱脂大豆粉为原料制备大豆蛋白基胶黏剂(豆胶,S),以普通甲醛制备的酚醛树脂(PF_1)和高浓度甲醛制备的酚醛树脂(PF_2)为交联剂,使用前将两者直接混合得酚醛树脂改性豆胶(PF_1/S、PF_2/S)。利用差示扫描量热(DSC)、红外光谱(FT-IR)、动态热机械性能(DMA)和核磁共振碳谱(~(13) C NMR)分析对产品性能进行了测试与表征。结果表明:等物质的量之比条件下,高浓度甲醛较之普通甲醛制备的酚醛树脂改性豆胶胶合板干、湿剪切强度分别提高4.3%和11.6%,并且强度稳定性好;动态DSC分析表明,PF_2可以降低豆胶体系的固化温度和活化能,与豆胶的交联反应较容易;~(13) C NMR分析表明,PF_2体系羟甲基达88.73%,明显高于PF_1的80.91%;FT-IR分析证实酚醛树脂与豆胶中的氨基发生反应,并且PF_2反应效率更高;DMA分析表明,PF_2/S能够改善胶合产品的力学性能和热稳定性,降低豆胶的固化反应起始温度,提高固化反应速率。     

人造板胶黏剂热压固化的介电监测技术开发

应用介电损耗测量法,开发对人造板胶黏剂热压固化过程进行现场监测的技术。阐述该技术的监测原理,具体的应用方法以及装置组成。计算介电损耗所需的两个重要参数,即介电损耗角正切值和介电常数,分别通过数字电桥和同面叉指电极电容传感器进行测量。该方法的应用实例表明,利用此项技术,可有助于改进人造板胶黏剂的配方,优化热压工艺。     

硅酸盐木材胶黏剂的固化动力学特征

为探讨硅酸盐木材胶黏剂的固化过程和固化特性,通过胶黏剂中水分蒸发速率测定试验,对不同温度下胶黏剂固化过程中的失水规律和动力学特征进行了研究。结果表明:硅酸盐胶黏剂的固化是物理作用和化学作用联合的结果,物理作用中的失水过程是控制固化速度的关键步骤,而且失水率随时间的变化规律可用非线性方程X=X_∞/1+be~(-kt)来描述。硅酸盐胶黏剂的固化可大致分为3个阶段,均具有非整数级动力学特征,活化能分别为16.78、23.02kJ/mol和52.29kJ/mol。     

YG 400 EPI胶黏剂的制备与性能分析

描述EPI胶黏剂YG 400的制备方法,并对其使用性能进行检测分析。结果表明,YG 400不但通过了欧洲DIN EN 204-D4级耐久性测试,而且通过了日本的JIS K 6806-2003测试和JAS BWS沸水浸渍剥离测试。还就YG 400、KR 134和PI-111三种EPI胶黏剂,对两种硬阔叶材的粘接耐久性进行了对比。     

PMUF树脂胶黏剂的制备与性能

以尿素和三聚氰胺作为酚醛树脂改性单体制备苯酚-三聚氰胺-尿素-甲醛(PMUF)树脂胶黏剂,研究甲醛、苯酚、尿素、三聚氰胺及氢氧化钠用量对PMUF树脂胶黏剂性能的影响,并采用DSC和13C-NMR对其进行表征.结果表明:PMUF树脂游离甲醛含量低,能满足耐水、耐候性能要求较高的人造板产品的生产.当甲醛、苯酚、尿素、三聚氰胺、NaOH的摩尔比为3.1∶1∶0.7∶0.3∶0.5时胶黏剂性能最佳,其最佳固化温度为135.5℃.     

大豆球蛋白变性剂等对豆胶黏度的影响

用二次回归正交试验设计法研究由碱、脲等组成的复合豆粕变性剂对大豆球蛋白变性效果的影响;采用低液比、高强度变性和均质处理分段进行的工艺技术,研究液比、尿素、烧碱、邻苯二酚等4个关键因素对低温豆粕中大豆球蛋白解聚作用的影响;着重考察大豆基木材胶粘剂黏度指标。分析结果,碱在复合型大豆球蛋白变性剂中是最有效和最关键的变性剂;尿素对大豆球蛋白的变性作用较碱弱;液比通过影响变性剂的浓度显著影响变性剂特别是尿素对蛋白的变性效果;邻苯二酚对豆胶黏度的影响很小。研究表明,采用低液比、高强度的大豆球蛋白变性方法,碱和尿素的用量比现有方法减少1倍以上,而对大豆球蛋白的解聚能力却明显提高;在复合的变性剂中,碱与豆粕干物的重量比为0.0271~0.0300,尿素与豆粕干物的重量比为0.02~0.12时,部分处理中豆胶黏度高达902~1973Pa.s以上,大大高于豆胶用于木材粘接时所要求的>50Pa.s的初黏度指标。采用这种复合变性法制备的大豆基木材胶粘剂达到Ⅱ类(耐热水)胶的标准。     

浸胶竹束贮存时间对酚醛树脂胶合性能的影响

将竹材制成浸胶竹束进行运输和贮存,是解决竹材原料供应范围小,运输贮存成本高的问题。但需要考虑原料贮存时间是否会影响胶粘剂反应活性,为此,研究将浸胶竹束分别贮存1.5 个月、4.5 个月和6.5 个月与未贮存的浸胶竹束进行对比,采用差式扫描量热法分析竹束中胶黏剂反应活性;并将不同贮存时间的浸胶试验进行压板,测试板材性能变化。研究结果表明：经1.5 个月和4.5 个月贮存后的竹束热焓与刚浸胶干燥后竹束热焓差别不大;不同贮存期浸胶竹束压制的板材各项性能虽有小幅度的波动,但差异不显著。因此浸胶竹束在放置6 个月内再进行压板,对板材性能和使用无影响,竹材就地加工浸胶是可行的技术方案。     

高温高湿处理对落叶松锯材树脂脱除及分布影响分析

对落叶松锯材进行高温高湿处理是其木材干燥中一个重要过程。通过高温高湿处理,可使落叶松锯材中所含的树脂固体成分受热软化,粘度降低,流动性增强,在热力作用下向表面移动进而从木材中溢出。本研究通过对落叶松锯材进行不同时间高温高湿处理和不同后期处理条件的干燥试验,分析被处理的落叶松锯材树脂脱除和分布规律,为探讨合理落叶松脱脂工艺提供基础依据。通过试验分析,得出对落叶松锯材进行高温高湿处理的时间在8h以内时,木材中树脂从芯部向表层移动和从表面溢出明显。处理时间达到8h后,树脂分布变化和溢出变化不明显。     

2-(4-硝基苯基)吡啶衍生物的合成研究

以对硝基苯胺和合成得到的2-溴-4-硝基苯胺为原料, 采用Gomberg-Bachmann芳基偶联反应,合成了两种电致磷光材料的关键中间体2-(4-硝基苯基)吡啶和2-(2-溴-4-硝基苯基)吡啶,并通过1HNMR确证了产物结构.研究结果表明,该合成方法简单、可行,芳基偶联产物2-(4-硝基苯基)吡啶和2-(2-溴-4-硝基苯基)吡啶的产率分别达到了22.5%和5.9%,其中前者超过文献报道水平,后者未见文献报道.     

N-(邻羟基苯甲基)脱氢枞胺的合成及在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能

由脱氢枞胺与水杨醛制备脱氢枞胺水杨醛希夫碱(DAS),经硼氢化钠还原得到N-(邻羟基苯甲基)脱氢枞胺(DARS).采用红外光谱、紫外光谱、1H NMR对DARS进行结构表征,并通过静态失重法、电化学方法考察DARS在盐酸溶液中对A3钢的缓蚀性能.结果表明,DARS含有仲胺官能团,在盐酸溶液中的溶解性和稳定性大于DAS,...     

Effect of Ca on Al-induced activation of antioxidant enzymes in the needles of hinoki cypress (Chamaecyparis obtusa)

The effect of CA(NO₃)₂ on the active oxygen scavenging system in hinoki cypress (Chamaecyparis obtusa) seedlings cultured in a nutrient solution containing aluminum was examined. The hinoki cypress seedlings were transferred to nutrient solutions containing 5 mM AlCl₃ together with various concentrations of Ca(NO₃)₂ in pots containing glass beads and Teflon tips. The growth in height and dry matter allocation to each organ was little influenced over a period of 12 weeks by either Al or the concentration of Ca(NO₃)₂. The activity of superoxide dismutase (SOD) in the needles was stimulated by Al, and the effect of Al was lowered significantly by simultaneous application of 25 mM Ca(NO₃)₂. At week 1, the activity of catalase (CAT) in the needles was increased by Al, but the effect was no longer observed at week 12. The Al concentration in the roots was increased by treatment with Al, whereas the Al concentration in needles was not. These results indicate that rhizospheric Al stress stimulates antioxidative enzyme activities in hinoki cypress needles and the activation of the enzymes is suppressed by addition of Ca. The transmission of Al stress to the needles, which induced a change in the enzyme activity, is not caused by the transfer of the Al ion itself from roots to needles. This work was supported in part by funding from the Japan Science and Technology Corporation, the CREST program 1996–2001, and the Center for Forest Decline Studies.     

黄藤花粉低温贮藏初探

研究了贮藏温度、真空与常压以及化冻方式对黄藤花粉低温贮藏后生活力的影响.结果表明:贮藏天数增加,黄藤花粉生活力下降;贮藏温度越低,花粉生活力下降越缓慢;常温、0、-5、-20℃下真空贮藏比常压贮藏效果好,但-30℃和-40℃条件下两者间不存在显著差异;40℃水浴化冻与室温下缓慢复苏两者间没有显著差异.     

水培柳树插条对重金属镉的反应研究

研究了在水培条件下镉(Cd2+)对乔木柳4个优良无性系(J172、J799、J795、J1011)的插条根系形态建成和芽萌动生长的影响。结果表明,Cd2+处理推迟了插条起始生根时间,J172、J799插条生根时间由Cd2+质量浓度为0(对照)时的7.3,8.0 d分别延迟到Cd2+含量为50×10-6时的20.2,21.5 d;Cd2+对插条不定根的生长有一定抑制作用(J172、J799、J795、J1011的平均根长分别由对照的3.24,3.38,4.23,4.54 cm降至Cd2+质量浓度为50×10-6时的0.37,0.58,0.0 cm),不定根数量和根系鲜重则表现为高质量浓度时抑制(J172在Cd2+50×10-6时单个插条不定根为2.4条)、在低中等质量浓度下促进或无明显影响(J172在Cd2+10×10-6时为22.5条),但对插条生根率影响不大。Cd2+对插条的萌芽影响小,但对其生长发育有抑制作用。Cd2+对插条根系形成的影响比对萌条的影响大。在Cd2+质量浓度不超过20×10-6的污染水环境中,插条能正常生长发育,无性系J172和J799表现较好,无性系J172有较大的Cd2+修复潜力。     

脲醛树脂分子量分布与胶合性能关系的研究（续）：分次加尿素对脲醛树？…

主要探讨分次加尿素对脲醛树脂分子量分布及胶合性能的影响。研究结果表明：在脲醛树脂合成吕，分次加入尿素，不仅可起到降低胶中游离醛的作用，同时还可起到分子量的调解作用。尤其是加入第２次尿素时，对胶中大分子部分可起到降解重排、减少胶中醚键含量的作用，从而达到低毒的目的。加入第２次尿素时，可能会改变脲醛树脂的反应机理。     

Energy and carbon dioxide (CO2) balance of logging residues as alternative energy resources: system analysis based on the method of a life cycle inventory (LCI) analysis

Using the method of a life cycle inventory (LCI) analysis, the energy balance and the carbon dioxide (CO₂) emission of logging residues from Japanese conventional forestry as alternative energy resources were analyzed over the entire life cycle of the residues. The fuel consumption for forestry machines was measured in field experiments for harvesting and transporting logging residues at forestry operating sites in Japan. In addition, a total audit of energy consumption was undertaken. It involved an assessment of materials, construction, and the repair and maintenance of forestry machines as well as the costs associated with an energy-conversion plant. As a result, the ratio of energy output to input was calculated to be 5.69, indicating that the system examined in this study could be feasible as an energy production system. The CO₂ emission per MWh_e (e: electricity) of the biomass-fired power generation plant was calculated to be 61.8kgCO₂/MWh_e, while that of coal-fired power generation plants in Japan is 960kgCO₂/MWh_e. Therefore, the reduction in the amount of CO₂ emission that would result from replacing coal with biomass for power generation by as much as 3.0 million dry-t/year of logging residues in Japan was estimated to be 1.66 million tCO₂/year, corresponding to 0.142% of the national CO₂ emission. This study provides evidence that Japan could reduce its domestic CO₂ emission by using logging residues as alternative energy resources.