金属离子对大豆基木材胶黏剂胶合性能的影响

使用聚酰胺多胺-环氧氯丙烷树脂(PAE)溶液、脱脂豆粉和金属氯化物溶液调制无醛大豆基木材胶黏剂,采用傅里叶红外光谱、热重分析、胶合板性能评价等方法,探究金属离子种类、用量及其加入方式对大豆胶黏剂胶合性能的影响。结果表明:金属离子对大豆胶黏剂的胶合性能有着重要影响。添加Mg~(2+)与Fe~(3+)能够提高胶接耐水性能,而添加Na~+、Ca~(2+)、Cu~(2+)、Al~(3+)等金属离子会不同程度降低大豆胶黏剂耐水性能;Mg~(2+)可促进大豆蛋白伸展而且不影响PAE树脂的交联特性,使脱脂豆粉能与PAE树脂产生更好的交联反应,赋予大豆胶黏剂更好的胶接耐水性能;当Mg~(2+)添加量为胶黏剂的1.5 wt%(以1 wt%MgCl_2溶液计)时,压制的胶合板28 h"煮-烘-煮"湿强度达到1.16 MPa,较未添加金属离子大豆胶黏剂的湿强度提高11.5%,然而Mg~(2+)的添加顺序对大豆胶黏剂的胶合性能基本无影响。     

利用脱脂豆粉制备木材胶黏剂合成工艺初探

由于世界范围内石油资源的紧缺和传统木材用胶黏剂引发的环境问题,使得木材胶黏剂工业重新重视研发豆基胶黏剂。笔者以脱脂豆粉为原料,以尿素、戊二醛为改性试剂制备复合改性木材胶黏剂。分别探讨了尿素浓度、反应温度、反应时间以及戊二醛添加量对改性胶黏剂胶合性能及耐水性的影响,并采用FT-IR分析复合改性胶黏剂样品中活性基团的变化,探索耐水胶合强度增强机理。通过试验结果分析,在试验研究范围内较优合成工艺参数为:尿素浓度为2.0M、反应时间1.0h、反应温度40℃、戊二醛添加量为2.0%(以脱脂豆粉质量为基准)。经30℃热水浸泡处理后,胶合强度达到0.85MPa。     

缩合单宁-PEI改性大豆蛋白胶黏剂制备及性能研究北大核心

以脱脂豆粕为原料,以环氧类树脂为交联剂,并用聚乙烯亚胺(PEI)改性缩合单宁为增强剂制备大豆蛋白基木材胶黏剂,探究缩合单宁与PEI添加比例对胶合板胶合强度的影响,并对改性后大豆蛋白胶黏剂的微观形貌、热稳定性等进行表征和分析,探讨缩合单宁改性大豆蛋白胶黏剂的增强机理。结果表明:当胶黏剂体系中缩合单宁与PEI的质量比为2∶1时,胶合板的耐水胶合强度为1.06 MPa,与未改性的相比提高了360.8%,满足GB/T 9846—2015Ⅱ类板指标要求。该胶黏剂原料为可再生资源,且具有良好的耐水性,具有工业应用的潜力。     

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。     

聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂大豆胶黏剂制备及性能研究

采用己二酸(AA)、二乙烯三胺、环氧氯丙烷(ECH)合成聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PAE),将其与大豆蛋白按比例混合制备PAE大豆胶黏剂。在合成预聚体(PA)后,通过单因素试验,探究AA与ECH摩尔比、大豆蛋白添加量对胶合板胶合强度的影响,研究了PAE对大豆蛋白的改性作用及胶接机理。结果表明:在胶黏剂合成过程中AA与ECH摩尔比为1:1.0,大豆蛋白添加量为30%,热压温度为120℃、压力1.0 MPa、热压时间6 min条件下,PAE大豆蛋白胶黏剂胶合强度可达1.02 MPa,满足GB/T 9846-2015Ι类板指标要求。     

豆粕基木材胶黏剂的复合改性与性能研究

采用水性聚酰胺、乙二醛和异腈酸酯对豆粕蛋白粉进行复合改性制备无甲醛木材胶黏剂,并对复合胶黏剂的黏度、接触角和胶合强度进行了研究.结果表明:复合改性可显著降低豆粕基胶黏剂的黏度和接触角,增强胶黏剂在木材表面的润湿性,改善涂布性能.复合改性最佳pH值在大豆蛋白的等电点附近,当复合改性剂添加量为10％水性聚酰胺/4％异腈酸酯、10％水性聚酰胺/2％乙二醛或10％水性聚酰胺/1％乙二醛/1％异腈酸酯时,胶合强度都达到0.7MPa以上,满足国家Ⅱ类胶合板使用要求.     

聚乙烯亚胺与尿素合成高支化聚脲及其胶接性能

以支化聚乙烯亚胺(PEI)和尿素(U)经过脱氨缩聚反应,一步法合成高度支化的脲基聚合物;将其配制成50％的水溶液作为木材胶黏剂,制备胶合板;对所制备胶合板进行胶合强度以及耐水性能试验,并研究了 PEI的分子质量以及U/PEI的摩尔比对胶合强度的影响.试验结果表明:PEI相对分子质量为1 800,U/PEI摩尔比为3:1...     

单宁和纳米SiO2改性大豆基胶黏剂的制备及其性能

为制备无甲醛的环保型生物基木材胶黏剂,以单宁和纳米SiO₂改性脱脂豆粉制备大豆基胶黏剂（DSF）,并分析了改性大豆基胶黏剂的性能。研究结果显示：单宁和纳米SiO₂二元复合改性大豆基胶黏剂（DSF-T-SiO₂）在固化过程中能够形成稳定的交联结构;TG分析表明单宁和SiO₂改性显著提高了胶黏剂的热稳定性;单宁改性大豆基胶黏剂（DSF-T）可提高干态和湿态胶合性能,纳米SiO₂改性大豆基胶黏剂（DSF-SiO₂）的干态胶合性能略有提高,但湿态胶合性能无明显改善。经分析以25 g脱脂豆粉、 5 g单宁、 0.1 g纳米SiO₂和70 g去离子水混合均匀搅拌得到的改性胶黏剂DSF-T-SiO₂-2的起始黏度比未改性的DSF降低了79.58%;DSF-T-SiO₂-2的固化胶层水溶解率为（27.5±0.05）%,比对照组DSF下降了28.4个百分点。此外,DSF-T-SiO₂-2...     

生物乙醇木质素-PAE改性大豆蛋白胶黏剂合成工艺研究

将生物乙醇木质素与自合成的聚酰胺多胺环氧氯丙烷(PAE)树脂进行接枝共聚改性大豆蛋白,制备环保型胶合板用胶黏剂,并通过单因素试验确定了木质素种类、木质素与PAE质量比、木质素与PAE树脂反应时间、大豆蛋白添加量等工艺条件对大豆蛋白胶黏剂胶合强度的影响。结果表明:当选用生物乙醇木质素与PAE进行接枝共聚、木质素与PAE质量配比为1∶4、反应时间为30 min、大豆蛋白添加量为50%(以木质素-PAE总质量而言)时,制得的三层胶合板湿胶合强度(1.03 MPa)可达到GB/T 9846—2015Ι类杨木胶合板的指标要求。     

丙烯酸树脂豆基胶黏剂的研究

以丙烯酸树脂作为交联剂,制备共混改性豆基胶黏剂。探讨了助剂加入量、助剂种类、胶液pH值及热压温度对胶合板的胶合强度与耐水性的影响。结果表明:当助剂加入量为胶液的3/1 000、助剂为聚氯化铝、胶液pH值为3.75时,压板工艺为热压时间6 min、热压压力1.1 MPa、热压温度125℃时,胶合板胶合强度为0.74 MPa,符合GB/T9846—2015中Ⅱ类胶合板强度要求。     

基于UFC和葡萄糖改性脲醛树脂的合成与性能

在碱性条件下用尿素和甲醛合成脲醛预缩液(UFC),然后用UFC与尿素制备脲醛树脂(UFC/U),并添加葡萄糖对UFC/U改性得到G/UFC/U树脂,采用DSC和FT-IR等对树脂进行分析。结果表明:与普通脲醛树脂(UF)相比,UFC/U树脂胶合强度提高5.83%,游离甲醛含量降低3.70%,G/UFC/U树脂贮存期大于30 d,综合性能较好,G_1-25/UFC/U树脂游离甲醛含量降低44.44%,胶合板湿胶合强度为1.11 MPa,优于国家II类胶合板标准;DSC结果表明:UFC/U、G_1-25/UFC/U比UF树脂的固化特征温度高;FT-IR分析表明:G_1-25/UFC/U和UF树脂相比,羟基及亚甲基醚键的峰强度增强,改性树脂的羟甲基优先和葡萄糖分子C(6)的羟基发生反应生成亚甲基醚键。     

改性豆基蛋白胶黏剂的胶合工艺初探

以杨木单板为试材研究了改性豆基蛋白胶黏剂的胶合性能,采用单因素实验方法,探讨了改性豆基蛋白胶黏剂压制胶合板的胶合工艺。分析了热压温度、热压时间和涂胶量对三层杨木胶合板胶合性能的影响。结果表明:采用改性后的豆基蛋白胶黏剂,在压力为1.4MPa,温度为165℃左右,热压时间为1.4～1.6 min/mm,涂胶量为220g/m~2,压制的杨木胶合板胶合性能较佳且达到Ⅰ类胶合板的标准。     

改性棉籽蛋白胶黏剂的制备及胶合性能

以棉籽粕粉为原料,用尿素进行改性处理暴露出更多的活性基团后,再用聚乙烯亚胺、环氧交联剂与活性基团反应制备棉籽蛋白胶黏剂。利用正交试验探讨尿素、聚乙烯亚胺与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的最佳用量。通过傅里叶红外光谱、差示扫描量热等方法,分析棉籽蛋白胶黏剂的结构变化、热稳定性等。结果表明：当尿素浓度为2 mol/L、聚乙烯亚胺为8%、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚为7%时,制备胶黏剂的湿胶合强度达到1.24 MPa,满足GB/T 9846—2015《普通胶合板》规定的Ⅱ类胶合板要求。     

玉米酒精粕基木材胶黏剂的制备及其性能

以玉米酒精粕(DDGS)为原料、聚酰胺环氧氯丙烷树脂(PAE)为交联剂、水溶性豆粕(SM)为增强剂制备玉米酒精粕基木材胶黏剂,对比了DDGS与SM蛋白质含量及其氨基酸种类与含量,测试了胶黏剂黏度与制备胶合板的胶合强度,表征了固化胶黏剂功能性基团、热稳定性、断面形态,解析了DDGS基胶黏剂组分对性能的影响规律与增强作用机制。结果表明:与SM相比较,DDGS中蛋白含量低46.3%,蛋白质亲水侧链氨基酸含量低22.0%,疏水侧链氨基酸高43.4%,DDGS蛋白溶解性和反应活性低于SM蛋白;当原料m(DDGS)∶m(SM)=3∶1时,胶黏剂制备胶合板耐水胶合强度为0.91 MPa,较DDGS胶黏剂提高727.3%,达到国家Ⅱ类胶合板标准要求,同时原料成本降低29.2%;相比SM胶黏剂,m(DDGS)∶m(SM)=1∶3时,胶黏剂制备胶合板耐水胶合强度提高7.5%,达1.43 MPa,其原因是SM的加入提高了胶黏剂交联密度;胶黏剂黏度降低了32.4%,更容易渗透到木材孔隙中形成机械结合力;DDGS中含有7%纤维,可以对胶黏剂产生物理增强作用,阻碍裂隙延伸,提高内聚力。因此,利用DDGS为原料可有效制备耐水木材胶黏剂并用于胶接人造板,有利于推动蛋白基木材胶黏剂的工业化应用。     

等离子体改性热塑性树脂薄膜制备环保胶合板试验

为获得无甲醛释放的环保胶合板,将热塑性树脂薄膜(低密度聚乙烯(LLDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC))用作胶黏剂,并利用空气介质阻挡等离子体对热塑性树脂薄膜进行表面改性处理以提高薄膜与杨木单板的界面相容性,从而获得性能良好的环保胶合板。研究了等离子体处理对胶合板胶合性能的影响,并从等离子体处理对热塑性树脂薄膜表面化学组分及其对胶合板界面形貌的影响分析其胶合机理。结果表明:在等离子体处理功率为4.5 kW、处理时间为8 m/min的条件下处理热塑性树脂薄膜,胶合板的胶合强度得到显著提高,LLDPE/杨木胶合板的胶合强度从0.49 MPa增至0.81 MPa,PP/杨木胶合板的胶合强度从0.65 MPa提高到0.84 MPa,均达到Ⅱ类胶合板标准要求。其中用等离子体处理后PVC与杨木制备的胶合板能满足Ⅰ类胶合板的标准要求,胶合强度达到0.79 MPa。XPS分析表明,等离子体改性热塑性树脂薄膜的表面发生了氧化反应,引入了含氧官能团,提高了薄膜表面极性,有利于提高薄膜与杨木单板之间的相互作用,从而使得胶合板的界面胶合更为紧密,说明等离子体处理后树脂与杨木单板的相容性提高,树脂能在单板表面更好地附着。热塑性树脂薄膜与杨木单板制备的胶合板仅有极微量甲醛释放,其主要源于木材自身,远低于国家标准对人造板甲醛释放限量的要求。研究证明等离子体处理能明显改善热塑性树脂薄膜与杨木单板的界面相容性。     

花生壳苯酚液化产物制备高耐水性木材胶黏剂的研究

以花生壳苯酚液化产物(PL)为主要原料,采用正交试验研究了加成反应的低温反应时间、缩聚反应的高温反应时间以及反应结束时的温度对花生壳苯酚液化产物-甲醛(PLPF)树脂胶合性能的影响,优化了树脂合成工艺,研究了三聚氰胺改性树脂及其PLPF的共混改性工艺,制备出了高耐水性生物质基木材胶黏剂。研究结果表明:当高温反应时间为40 min,最终反应温度为70℃时,可以获得性能优良的PLPF树脂。通过与三聚氰胺改性树脂共混改性PLPF胶黏剂所制试件的胶合强度可知:将PLPF树脂与三聚氰胺以7∶3的质量比共混,可以将共混改性PLPF树脂所制试件的平均胶合强度提高到1.1 MPa;而将改性树脂单独用于胶合板制备时,胶合性能较差。全反射红外光谱图显示,三聚氰胺与PLPF树脂会发生交联反应,改性PLPF树脂的图谱中存在明显的三聚氰胺特征结构,同时,也保留了部分PLPF树脂的特征结构。DSC分析显示,改性PLPF树脂与PLPF树脂相比,固化温度范围变小,反应热降低,热固化反应程度降低。     

酸碱对改性豆胶耐水胶合强度的影响

采用酸、碱和酸碱联合3种方式处理脱脂豆粉,制备改性豆胶,并用于压制三层胶合板,以Ⅱ类胶合板的标准检测其耐水胶合强度。结果表明,酸碱处理均能提高改性豆胶的耐水性能,当酸用量为11.9份时,改性豆胶压制的胶合板最高耐水胶合强度为0.48MPa;碱的用量为22.6份时,耐水胶合强度为0.43MPa;酸碱联合改性豆胶的效果优于单独用酸或碱改性,当酸、碱的用量分别为11.9和39.9份时,改性豆胶压制的胶合板最优耐水胶合强度为0.61MPa。红外光谱分析表明,酸碱联合改性豆胶能综合酸、碱单独使大豆蛋白变性的优点,更有利于提高改性豆胶的耐水性。     

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。     

对氨基酚改性脲醛树脂胶黏剂合成工艺及性能研究

通过正交实验研究了对氨基酚改性脲醛树脂胶黏剂合成工艺及性能.探讨了甲醛/尿素(F/U)最终摩尔比、对氨基酚加入量和尿素分批加入比例对脲醛树脂游离甲醛含量及胶黏剂性能的影响.结果表明:F/U终摩尔比为1.3、对氨基酚加入量为尿素总量的2％、尿素分批加入比例为70∶20∶10得到的脲醛树脂游离甲醛含量降低到了0.485 0％,剪切强度达到了3.65MPa,提高了一倍,而且耐水性也明显提高.     

利用苯酚液化大豆粉制备耐水性木材胶黏剂

以硫酸/磷酸为催化剂和苯酚液化,将大豆粉转化为胶黏剂的制备原料,并制备得到耐水性木材胶黏剂。采用GPC,HPLC,FTIR等手段结合胶合板压制,对豆粉苯酚液化产物及其与甲醛缩聚得到的胶黏剂进行表征。结果表明:以苯酚/豆粉质量比为3/1～2/1、5%硫酸为催化剂下,将豆粉在130～150℃下液化90min,90%以上的豆粉转化成相对分子质量为250～7250的产物,部分苯酚以1,4-取代和1,2-取代方式与豆粉反应形成结合酚;苯酚液化不仅破坏大豆蛋白的紧密球形结构,还使液化豆粉的活性基团增加,由此通过苯酚液化豆粉与甲醛缩聚,制得低游离甲醛释放的、胶接性能满足国家标准要求的Ⅰ类胶黏剂,由此所制备胶合板的28h煮-烘-煮湿强度在1.24～1.81MPa之间,达到耐候胶合板要求;苯酚/豆粉的比例对液化产物以及苯酚液化豆粉-甲醛胶黏剂的许多特性都有不同的影响,其中以苯酚/豆粉比例为3的胶黏剂胶接强度最好。