金属氧化物催化下制备快速固化苯酚-尿素-甲醛树脂的性能

采用4种二价金属氧化物作为催化剂,探讨催化剂类别、加入阶段、加入量、甲醛添加量、氢氧化钠添加量等5个因素,对合成苯酚-尿素-甲醛(PUF)树脂性能的影响。结果表明:5个因素对PUF树脂凝胶时间、试件的胶合强度均有影响;与对照PUF树脂相比,采用优化工艺合成PUF树脂的热压时间和凝胶时间均明显缩短。     

碱性环境下苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂结构形成研究

为了了解碱性环境中苯酚-尿素-甲醛(PUF)共缩聚树脂结构形成规律,为PUF树脂结构控制提供依据,使用13CNMR表征,采用分次加入苯酚、甲醛和尿素的技术路线.定量分析了PUF树脂合成过程中各种官能团的变化和聚合物分子链的构成.结果表明,碱性环境中各种加料方式合成的PUF树脂初聚物具有十分相近的化学结构,PUF树脂也具有十分相近的化学结构,但结构组分存在差异,在原料物质的量之比一定的条件下,最终反应进程基本接近.甲醛分次加入,减少了醚类的生成,有利于简化反应进程.初聚物的热机械性能分析表明不同加料方式对酚醛树脂固化性能无显著影响.     

低成本酚醛树脂压制家具用胶合板的研究

酚醛树脂是一类性能优良的结构胶黏剂,但价格昂贵。在保证胶合强度的条件下,试验引入价廉的尿素替代部分苯酚,以降低酚醛树脂生产成本。试验表明,对酚醛树脂性能影响的主次依次为:尿素含量聚乙烯醇用量NaOH用量。通过正交试验确定出尿素改性酚胶试验的最佳工艺条件:甲醛(37%)的加入量为272s,苯酚的质量为120s,尿素含量为30%,摩尔比1:0.65(P/NaOH),聚乙烯醇的加人量为6g,所制得的改性酚醛树脂的胶合强度优异,且成本降低。     

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℃.     

苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂研制Ⅰ.合成与分析

以苯酚、尿素和甲醛为起点合成了一种苯酚—尿素—甲醛共缩聚 ,并对树脂性能和结构进行了全面分析评估。结果表明所合成的共缩聚树脂贮存稳定 ,固化速度快 ;差热分析和热重分析表明苯酚—尿素—甲醛共缩聚树脂的热行为与酚醛树脂十分相似而与脲醛树脂显著不同 ;13 CNMR结构分析中分别观测到源于共缩聚结构单元o -Ph -CH2 -NHCO -(δ =4 1 .5)和 p -Ph -CH2 -NHCO -(δ =4 4.8)的吸收 ;使用PUF共缩聚树脂压制的竹木复合中密度纤维板和竹大片刨花板 ,其板材的物理力学性能明显高于脲醛树脂而与常规酚醛树脂相近。     

热固性PMUF树脂胶黏剂贮存稳定性研究

以酚醛、尿素、三聚氰胺和甲醛为原料,采用缩聚的方法制备了热固性PMUF树脂胶黏剂。考察了原料配比和初始黏度对PMUF树脂贮存稳定性的影响,以及贮存时间对PMUF树脂性能的影响,并采用FT-IR对其进行了表征。结果表明在一定范围内,减少尿素和甲醛的用量,增加苯酚和NaOH的用量,降低初始黏度可以提高PMUF树脂胶黏剂的贮存稳定性。随着贮存时间的增加,PMUF树脂胶黏剂的游离甲醛含量增加,游离苯酚含量减少,黏度变化速率上升,用其压制的胶合板甲醛释放量略有下降。     

尿素改性木质素基酚醛树脂的性能

木质素基酚醛树脂(LPF)固化速度较慢,阻碍其推广与应用。在LPF树脂合成过程中添加尿素,并对合成的尿素改性木质素基酚醛树脂(LPUF)树脂的凝胶时间及所制胶合板的胶合强度进行了分析。同时,通过核磁共振(13C NMR)及差示扫描量热(DSC)技术对树脂分子特征结构、固化温度及固化反应热进行表征,研究尿素添加量对LPUF树脂化学结构、固化特性及其胶接性能的影响。结果表明,随着尿素添加量的增加,LPUF树脂中酚环与尿素单元之间的共缩聚亚甲基桥键含量明显增加。添加适量尿素可以提高LPUF树脂的缩合程度,实现树脂的快速固化,明显降低树脂游离甲醛含量。添加过量的尿素会生成低分子量取代脲,不利于固化后树脂的交联密度及所制胶合板的胶接性能。本研究范围内,当尿素添加量为6%时,LPUF树脂具有较快的固化速度,其所制胶合板的耐水胶合强度满足GB/T 9846—2015中I类胶合板的胶合强度要求。     

苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂结构形成比较

用13C NMR 定量分析跟踪研究了两种不同合成路线中苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂(PUF)结构形成过程,比较了3种PUF树脂的结构构成.研究发现树脂制备过程中的酸性环境导致脲醛树脂初聚物含量增加以及尿素与苯酚之间的共缩聚增加;合成反应初期的介质环境对羟甲基酚的形成有着决定性的影响;合成过程中酸性环境所处阶段不同,最终树脂结构出现差异.     

利用响应曲面法优化脲醛树脂合成工艺

使用响应曲面法研究尿素添加次数和尿素添加时间间隔对脲醛树脂性能和其板材性能的影响,使用傅里叶红外光谱仪定性分析尿素添加次数和尿素添加时间间隔对脲醛树脂主要基团的影响。结果表明:尿素添加次数和尿素添加时间间隔对脲醛树脂的固体含量及固化时间影响不大,而对黏度、树脂中羟甲基含量、游离甲醛含量、各主要基团含量和板材的性能有很大影响。树脂合成工艺中2次添加尿素,间隔时间20min时,树脂和板材性能比较好。     

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。     

快速固化低甲醛释放脲醛树脂的催化剂研究

[目的]当尿素/甲醛物质的量比降低时,合成的脲醛树脂甲醛释放量大幅度减少,但同时板材强度也大幅度下降;加入三聚氰胺改性后可克服低摩尔比树脂胶结性能较差的劣势,但是制备过程中尿素/甲醛摩尔比的降低以及三聚氰胺的加入都会导致树脂固化时间延长,添加固化剂的改善效果不明显。本研究探讨加入催化剂对树脂胶接固化性能的影响,以期为后续研究提供理论依据。[方法]在脲醛树脂合成过程中加入不同种类的催化剂,比较添加催化剂前后树脂的物化性能,包括固含量、固化时间、游离甲醛含量和羟甲基含量,并对树脂进行DSC固化动力学分析计算树脂的固化反应活化能,DEA树脂固化特性分析研究树脂固化过程,以及对树脂FTIR红外谱图进行分析比较添加不同添加剂后树脂官能团的变化,来选择适当的催化剂,以期缩短树脂固化时间,提高固化速度,解决低甲醛释放脲醛树脂固化速度慢、影响生产效率的问题。[结果]在加成阶段加入氯化铵、硼酸铵、磷酸铵和硫酸铵后,低摩尔比脲醛树脂的固化速度都明显提高,固化时间为80~92 s,均少于添加催化剂之前树脂的固化时间96 s;4种催化剂均起到了降低固化反应活化能的作用,其中硼酸铵、硫酸铵降低固化反应活化能的作用最显著,固化反应活化能分别为62.31和62.02 k J·mol~(-1),明显低于未添加催化剂的脲醛树脂固化反应活化能(68.25k J·mol~(-1));根据DEA分析结果,4种催化剂均有明显加速树脂固化的作用,其中硼酸铵、硫酸铵对树脂固化速率的提高最大;加入4种催化剂后,热压制备的胶合板板材强度基本不变,甲醛释放量低于未添加固化剂脲醛树脂胶合板的甲醛释放量0.37 mg·L~(-1)。[结论]以硫酸铵为催化剂的脲醛树脂制备的胶合板,树脂的固化反应活化能降低幅度较大,固化时间明显缩短,可有效提高低摩尔比脲醛树脂的固化速度,并可降低其胶接制品的游离甲醛释放量,用其制备的胶合板甲醛释放量达到日本JIS标准的F四星级,为改性效果最佳的催化剂。     

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...     

三聚氰胺改性脲醛树脂浸渍预油漆纸的耐潮湿性能

针对预油漆纸易受潮吸湿的问题 ,本文以三聚氰胺与尿素、甲醛共聚的改性浸渍树脂为对象 ,研究经过树脂浸渍后 ,预油漆纸的耐潮性能及影响因素。通过对浸渍纸恒温恒湿处理和定时观测 ,发现树脂中三聚氰胺与尿素的重量比为 1∶5时 ,耐潮性能显著提高 ;纸中浸胶量为 30 %和 5 0 %时 ,纸张的吸湿过程不同 ,高浸胶量的纸吸湿速度快 ;在不同的环境湿度下 ,浸渍纸的吸湿率随湿度提高而增加。文中还探讨了预油漆纸在不同湿度环境中的使用和储存对策     

木材工业用胶粘剂的现状及发展趋势(续)

３．３苯酚－甲醛（ＰＦ）树脂 ＰＦ树脂有着良好的耐候性，但存在着成本较高、热压温度高、时间长和对单板含水率要求高等缺点［１２］。在ＰＦ树脂中引入价廉的尿素是降低ＰＦ树脂价格的主要途径。一般来讲，向ＰＦ树脂中引入１０％左右的尿素不会影响树脂的胶合性能和耐老化性，相反可以降低树脂的游离酚和游离甲醛。另外将ＰＦ树脂与ＵＦ树脂共混可以克服ＰＦ的树脂易透胶的缺点。苯酚－尿素－甲醛（ＰＵＦ）树脂的反应机理和结构的研究近年取得了一些进展，在弱碱性条件下，（ｐＨ９．０）反应所得ＰＵＦ树脂中不存在苯酚－亚甲基．尿…     

改性脲醛树脂胶粘剂的研究

脲醛树脂和酚醛树脂作为胶粘剂,在木材加工生产中应用很广泛。这些树脂虽然有许多优越性,但又部各有其不足,因而降低了制品的物理力学性质,限制了制品的使用范围。酚醛树脂的主要问题是甲阶酚醛树脂预聚体的碱性大和有毒性,脲醛树脂的缺陷是制品强度低、耐水性能差和固化时释放游离甲醛。本课题是将脲醛树脂和酚醛树脂混合制成胶粘剂,以期克服两种树脂的缺陷。用酚醛树酚预聚体对脲醛树脂预聚体进行改性可以有两种方法,一是苯酚、尿素和甲醛共同缩合,二是两种成品树脂混合。许多专家的研究结果表明,苯酚、尿素和甲醛在酸性(PH 值=2)介质和PH 值变     

PUF树脂胶粘剂及其在竹帘胶合板上应用的研究

以竹胶合板用酚醛树脂合成工艺为基础,按不同的尿素与苯酚摩尔比．合成一系列苯酚-尿素-甲醛共聚型树脂胶粘剂(PUF),并用该系列胶粘剂压制竹帘胶合板．通过对竹帘胶合板进行性能检测和检测结果分析,表明随尿素与苯酚摩尔比的增加,竹帘胶合板的力学性能总体呈下降趋势,但对静曲强度、弹性模量和冲击强度的影响不显著,对保存强度有很大的影响,将尿素与苯酚的摩尔比控耐在0．5以下时,产品可以达到国家相关标准的要求．     

苯酚—尿素—甲醛共聚聚树脂研制Ⅰ.合成与分析

以苯酚、尿素和甲醛为起点合成了一种苯酚－尿素－甲醛共缩聚,并对树脂性能和结构进行了全面分析评估。结果表明所合成的共缩聚树脂贮存稳定,固化程度快;差热分析和热重分析表明苯酚－尿素－甲醛共缩聚树脂的热行为与酚醛树脂十分相似而与脲醛树脂显著不同;＾１３ＣＮＭＲ结构分析中同测到源于共缩聚结构单元ｏ－Ｐｈ－ＣＨ２－ＮＨＣＯ－（δ＝４１．５）和ｐ－Ｐｈ－ＣＨ２－ＮＨＣＯ－（δ＝４４．８）的吸收;使用ＰＵＦ共缩聚树脂压制的竹木复合中密度纤维板和竹大片刨花板,其板材的物理力学性能明显高于脲醛树脂而与常规酚醛树脂相近。     

木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂对Pb2+的吸附

以自制木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂为研究对象,探讨不同吸附条件下其对金属Pb2+的吸附性能。在含Pb2+的溶液中,吸附树脂R的使用条件为:30℃,pH=6,树脂用量0.2g·L-1,初始浓度0.75mmol·L-1,吸附时间8h(静态)或6h(动态);此时树脂R对Pb2+的吸附量达2.52mmol·g-1,去除率为97.1%。溶液中加入NaCl、NaNO3、尿素后吸附量快速下降,且加入NaCl下降最快,加入尿素下降最慢。该吸附树脂R反复使用性能较好。从吸附树脂R等温吸附、吸附动力学及热力学、表面形态结构变化等方面对吸附机制进行了探讨。吸附Pb2+前树脂R表面起伏,凹凸不平,纹络结构分布不均匀;吸附Pb2+后,表面纹络结构被破坏;随吸附时间增加,"白色"斑点明显增加,且逐渐分布均匀。吸附树脂R吸附Pb2+的过程符合准一级动力学模型;Pb2+吸附过程的ΔG为负值,ΔS、ΔH均为正值,即吸附过程为自发过程,升温有利于吸附的进行。     

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％。     

二氧化钛在脲醛树脂胶黏剂中的应用研究

比较加入不同量的纳米二氧化钛与普通级二氧化钛对脲醛树脂性能的影响及用其制造胶合板的甲醛释放量和胶合强度的影响。研究结果表明,普通级TiO_2加入量为2%时,树脂胶合强度最大,但对板材甲醛释放量没有显著影响;纳米级TiO_2加入脲醛树脂中在日光下搅拌20min能有效提高脲醛树脂的胶合强度,加入量为0.5%时,对用甲醛与尿素物质的量比为1.3:1的脲醛树脂胶压制的胶合板,其板材各项性能指标都超过国家标准E_1级板材要求。