DSC法研究苯基异氰酸酯与木素、纤维素、木粉的反应特性

用差式扫描量热法(DSC)对苯基异氰酸酯与木素、纤维素、木粉的反应进行探究.在不同升温速率下,试验对比苯基异氰酸酯分别与木素、木粉在绝干含水率和平衡含水率(木素为3%,木粉为5%)条件下的反应特征;同时研究木素存在下苯基异氰酸酯与纤维素的反应特性.基于对DSC图的讨论分析和Ozawa方程,求解苯基异氰酸酯分别与木素、木粉反应的活化能,初步揭示异氰酸酯分别与木素、纤维素、木材的胶接反应特性.研究表明:苯基异氰酸酯与木素反应温度和活化能相对于苯基异氰酸酯与木粉反应的温度和活化能要低;木素与纤维素混合时,异氰酸酯主要与木素反应,当纤维素的含量较大时,纤维素与异氰酸酯反应程度加大;当木材含水率为5%时,水分导致含水木材与异氰酸酯反应活化能降低了34%.     

单组分快速湿固化聚氨酯木材胶黏剂的研制

针对30min内胶接桦木生材(含水率在60%～90%)集成木方的生产需要,采用聚醚多元醇、多亚甲基多苯基多异氰酸酯(P-MDI)为主要原料制备单组分快速湿固化聚氨酯木材胶黏剂,以表(?)时间,常温凝胶时间和干、湿状压缩剪切强度为指标,通过正交试验确定合成工艺的主要参数:—NCO:—OH摩尔比值(R)大小、聚乙二醇(PEC)分子量大小和溶剂量与增塑剂量的比例,探讨了各项因素对胶黏剂性能的影响,并根据实际生产需要,优化出最佳方案。结果表明:所合成胶黏剂压制桦木生材集成木方的主要性能指标,均超过日本JISK6806—2003Ⅰ类板的标准要求。     

硬脂酸/TiO_2/CNF超疏水复合材料的制备与表征

研究了一种利用硬脂酸对纳米二氧化钛(Nano-TiO_2)和纤维素纳米纤维(CNF)复合物进行有机表面修饰的新方法,主要包括纳米二氧化钛、纤维素纳米纤维的制备和利用硬脂酸对Nano-TiO_2/CNF复合体系进行有机表面修饰制得超疏水材料三个工艺过程。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和场发射扫描电子镜(SEM)等对所得的样品进行表征,得出硬脂酸中的—COOH基团与TiO_2/CNF复合体系表面的—OH基团发生脱水反应,并将疏水性—CH_3基团引入复合体系中,复合体系表面构建的纳米级粗糙结构协同体系内引入的疏水基团使最终产物具有超疏水性。     

利用ESCA对苯基异氰酸酯与不同含水率纤维素反应的研究

通过ESCA分析研究 ,确定纤维素的C1S电子结合能在 2 85 95eV左右只有一个对称单峰 ;苯基异氰酸酯与水反应产物N ,N -二苯基取代脲的C1S电子结合能有 2个峰值 ,分别是 :羰基 (2 88 6± 0 1)eV ,苯环峰 (2 84 7±0 1)eV ;随着纤维素含水率的增加 ,苯基异氰酸酯与水反应的比例越来越多 ,当含水率为 9 78%的纤维素与苯基异氰酸酯反应时 ,与水反应的异氰酸酯基占总消耗异氰酸酯基的 92 98%。通过刻蚀技术研究发现 ,苯基异氰酸酯反应产物主要分布于纤维素的表面。     

木材用大豆油基异氰酸酯胶黏剂的制备与表征

以大豆油为原料制备多元醇,代替传统的聚醚多元醇,合成木材用单组分室温湿固化型植物油基异氰酸酯胶黏剂.使用FTIR、TG和DTG对胶黏剂的结构和热稳定进行分析,讨论大豆油基多元醇的羟值、用量和NCO/OH比例对胶黏剂贮存期、胶接强度和热稳定性等性能的影响.结果表明:当羟值为69 mgKOH·g-1、SOP/PEG摩尔比为20％、R=7、固含量为80％时,制备的异氰酸酯胶黏剂最终CPS达到21.06 MPa,贮存期大于3个月,湿循环CPS达到12.04 MPa,比PEG/PAPI体系提高26.01％,热稳定也有显著提高.     

单板含水率对湿固化异氰酸酯胶性能的影响

研究了木材含水率对湿固化异氰酸酯胶黏剂(YQJ-S)性能的影响。结果表明,木材含水率越高,YQJ-S润湿性和渗透性越好,且固化反应起始温度越低。因YQJ-S固化反应活化能较低,可在室温下与高含水率木材发生固化反应。当木材含水率为70%时,YQJ-S胶接强度最大。     

湿固化胶粘接高含水率桦木的润湿性能与胶接性能的关系

欲达到良好的界面胶合或高强度的胶接接头,胶黏剂在木材表面上的润湿性是非常重要的,而含水率对木材润湿性具有极为重要的影响。以胶黏剂在桦木表面的润湿眭能为着眼点考虑胶接问题,采用单组分湿固化异氰酸酯胶黏剂粘接高含水率桦木,引入润湿模型,用平衡接触角θ和扩散-渗透系数K分别从胶滴的最终铺展状态和胶滴的扩散、渗透能力两个不同方面对润湿性能进行了描述,探讨了在高含水率条件下,桦木的润湿性能与胶接性能的内在联系。结果表明:桦木含水率从50%增大到90%时,含水率越高,桦木初始接触角越小,平衡接触角越大,扩散-渗透系数K值越小,胶液在桦木表面的润湿性能越不好,其胶接强度越低。     

API胶接硬木的耐水耐热性能研究

对水性高分子-异氰酸酯胶黏剂(API)主剂进行改性,以提高API的耐水、耐热及胶接硬木的性能。首先对比了不同聚乙烯醇及增塑剂对API性能的影响。然后在API主剂中引入耐水、耐热树脂或外交联剂(三聚氰胺甲醛树脂、酚醛树脂、N-羟甲基丙烯酰胺),讨论了它们对API胶接性能的影响。通过试验得出三聚氰胺甲醛树脂改性API的效果最好,并用正交试验设计优化了主剂的配方,最终合成了适合高档硬木胶接用的水性高分子异氰酸酯胶黏剂。在试验过程中采用日本JIS K6806-2003标准,并用柞木代替桦木提高了胶接难度。     

利用FTIR对苯基异氰酸酯与不同含水率纤维素反应的研究

通过FTIR红外光谱对苯基异氰酸酯与醇、水、不同含水率纤维素反应产物的研究 ,确定了产物的红外光谱吸收峰的归属。研究发现 :异氰酸酯与绝干纤维素羟基反应产物是氨基甲酸酯 ,随着纤维素含水率的增加 ,异氰酸酯与纤维素的反应越来越低 ,与水反应的比例越来越高 ;当纤维素含水率为 9 78%时 ,异氰酸酯绝大部分与水反应生成取代脲     

水性异氰酸酯木材胶黏剂耐久性研究

通过红外、热重和压剪强度分析,对水性异氰酸酯(API)木材胶黏剂在加速老化处理1~7个周期(A1~A7)和湿热老化处理1~7个周期(H1~H7)的耐久性进行了研究。红外分析表明:未处理的API胶膜(S)含有大量的异氰酸酯基团,A1~A7的API胶膜中异氰酸酯基团全部消失,H1~H3的API胶膜中仍有异氰酸酯吸收峰存在,但强度减弱,H4~H7的异氰酸酯基团消失。热重分析结果表明:A1~A4胶膜的初期热稳定性优于H1~H4,5~7个周期热稳定性几乎相同。在相同质量损失下,加速老化处理API胶膜更稳定,A1~A7降解活化能不完全相同,即降解速度不同;而H1~H7胶膜的活化能几乎相同。2种处理方法胶合制品的压剪强度随时间延长逐渐降低,加速老化处理到第3个周期压剪强度仅为5.32MPa,湿热老化处理到第5个周期压剪强度降为6.92 MPa,均达不到国家标准。     

木质素模型化合物胺基多元醇交联反应及其动力学研究

将愈创木酚胺基多元醇、香草醛胺基多元醇分别以丁酮为溶剂配成固含量30%的溶液,与MDI-50按—NCO与—OH物质的量比1∶1混合均匀,采用介电分析(DEA)法研究两种胺基多元醇与MDI-50室温交联反应特性,同时采用红外光谱(FT-IR)法进一步研究其交联反应动力学特征,得到两种胺基多元醇的交联反应动力学方程。研究结果表明,木质素模型化合物愈创木酚胺基多元醇、香草醛胺基多元醇与异氰酸酯MDI-50的交联反应活性相近,均遵循n级反应动力学规律。     

去甲基木质素环氧树脂合成及其改性大豆基胶黏剂的性能北大核心

以工业碱木质素为原料,通过去甲基化处理提高木质素酚羟基含量,然后在碱性条件下与环氧氯丙烷反应合成去甲基木质素环氧树脂(DLEP),用于改性大豆基胶黏剂。去甲基化结果表明,木质素酚羟基含量由1.97 mmol/g提升至2.98 mmol/g,与未处理木质素相比,提高约51%。环氧值滴定结果显示,DLEP的环氧值达到0.297 mol/100 g,比直接用木质素合成环氧树脂(LEP)的环氧值提高近29%。红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征显示,木质素甲氧基脱除生成了新的酚羟基;DLEP成功枝接了环氧基团;DLEP中的环氧基与大豆蛋白中氨基、羧基及羟基反应,形成致密的交联结构。当DLEP质量分数为4%时,胶黏剂的湿胶合强度达1.34 MPa,比纯大豆基胶黏剂高119.6%,满足GB/T 9846—2015中Ⅱ类板的要求。     

一种不饱和超支化聚酯改性木器涂料的制备方法

正【申请号】CN201810460944.5【申请日】2018-05-15【公开号】CN108559390A【公开日】2018-09-21【申请人】芜湖市宝艺游乐科技设备有限公司本发明公开了一种不饱和超支化聚酯改性木器涂料的制备方法,利用羟基与#CNO基团的反应,添加表面带有高反应活性#NCO基团的SiO_2中间体,参与到三羟甲基丙烷二烯丙基醚和二异氰酸酯聚合物与端羟基超支化聚酯的反应中,制得二氧化硅接     

蓖麻油水性聚氨酯树脂的合成与性能的研究

采用蓖麻油(C．O．)、聚醚(N210)、二异氰酸甲苯酯(TDI)和二羟甲基丙酸(DMPA)反应合成了聚氨酯脲水分散液，研究了C．O．／N210的质量比、亲水单体含量、NCO／OH摩尔比和NH／NCO摩尔比对聚氨酯乳液及涂膜性能的影响，并应用傅立叶红外光谱仪(FT—IR)测定反应产物的结构。研究发现C．O．可提高水性聚氨酯涂膜的物理机械性能和耐水性，当C．O．／N210的质量比为1：1、NCO／OH摩尔比为1．6：1、DMPA添加量为5．5％、NH2／NCO摩尔比为0．50：1时合成的水性聚氨酯涂料具有较好的成膜性、较高的硬度、优异的附着力和较好的耐水、耐油性。     

季铵盐/酰胺类低共熔溶剂的制备及其对纤维素的溶解性能

以季铵盐类和酰胺类化合物为原料,合成了包括四甲基氯化铵/己内酰胺(TMACl/CPL)、四乙基氯化铵/己内酰胺(TEACl/CPL)、四丁基氯化铵/己内酰胺(TBACl/CPL)、四丁基醋酸铵/己内酰胺(TBAAc/CPL)、四丁基硫酸氢铵/己内酰胺(TBAHSO4/CPL)、四丁基溴化铵/己内酰胺(TBABr/CPL)等系列季铵盐/酰胺类低共熔溶剂(DES)。通过红外和核磁表征了季铵盐和酰胺之间C=O—H—C和C—N—H—C多重氢键的形成过程。应用DES溶解纤维素时,探讨了季铵盐/酰胺类DES中烷基链长、阴离子结构、溶解时间、温度和黏度等对纤维素溶解性能的影响,结果表明:丁基比乙基和甲基具有更高的溶解能力;不同的阴离子Br~-、Cl~-、Ac~-和HSO_4~-中,Ac~-与己内酰胺的作用可为纤维素溶解过程中提供更多的活性位点; TBAAc/CPL为较优的DES,在100℃、70 min,纤维素的溶解度为7.8%。季铵盐/酰胺类组分间的氢键结构对纤维素的溶解作用机制研究发现:纤维素原有的致密有序结构转化为毛糙无序状态,纤维素典型—OH、—CH伸缩振动吸收峰、以及C—O—C不对称伸缩振动峰均未发生改变,纤维素在TBAAc/CPL中溶解时未发生衍生反应,XRD分析发现纤维素再生后的2θ由15.36°、16.68°和22.10°转变为21.99°,晶型由纤维素Ⅰ型变为Ⅱ型。     

室温固化型淀粉基木材胶黏剂的热分解动力学

基于热分析动力学理论,采用热重(TG)法研究了室温固化型淀粉基木材胶黏剂在不同升温速率下的热分解行为,为室温固化型淀粉基胶黏剂在使用中的老化问题提供一定的参考。在X射线衍射分析的基础上,采用无模型Kissinger方程和F-W-O方程对原淀粉(NS)、酯化淀粉(ES)、原淀粉胶黏剂(NSA)、酯化淀粉胶黏剂(ESA)及多异氰酸酯预聚体/酯化淀粉胶黏剂(PESA)的热分解行为进行分析,求解其活化能,探究酯化和预聚体加入对淀粉及胶黏剂热分解行为的影响。结果表明,酯化没有改变淀粉的晶体结构类型,但降低了其结晶度,使得淀粉的热分解活化能减小,热稳定性下降;加入多异氰酸酯预聚体后,酯化淀粉胶黏剂的热分解活化能增大,热稳定性提高。与F-W-O法相比,无模型Kissinger法更易实现对热解活化能的求解,结果更为可靠。通过Kissinger法求得NS、ES、NSA、ESA及PESA的热分解活化能分别为175.75、174.79、174.35、172.00和174.82 k J/mol。     

常温固化型实木复合地板用API胶黏剂的研究

针对水性高分子-异氰酸酯(简称API)胶黏剂在实木复合地板应用过程中结膜速度快、活性期短等缺点,采用API冷压桦木胶合板检测湿胶合强度的方法,设计正交实验,优化API主剂构成及其与固化剂的配比。结果表明:主剂与固化剂最佳配比为100:15;最终经此调制的API胶压制三层实木复合地板,制品的胶接性能完全能够达到GB/T17657-1999中的性能要求。     

表面处理对淀粉基API桦木接头耐老化性能的影响

以淀粉基API胶合桦木胶接结构为研究对象,以胶接接头的压缩剪切强度为评估指标,对桦木表面不同处理后的表面形态、化学变化与剪切强度等方面进行了研究。结果表明:不同处理方法,均能提高胶接接头的耐久性,不同表面处理方法对粘接接头剪切强度下降趋势为:砂纸打磨处理化学氧化处理偶联剂处理。     

接触角法测量马来海松酸改性双组分水性聚氨酯的表面能

将亲水改性的多异氰酸酯分别与马来海松酸改性聚酯多元醇(MPP)、聚酯多元醇(PP)和Bayhydrol D270聚酯多元醇水分散体进行复合交联制得MPP-2K-WPU、PP-2K-WPU和D270-2K-WPU,并采用FT-IR和DSC对产物进行表征。利用接触角法研究了n(—NCO)∶n(—OH)及多元醇组分种类对2K-WPU涂膜接触角、表面能和耐水性的影响,并采用Equation of State法和Owens-Wendt-Rabel-Kaelble法对试验数据进行分析。结果表明,与甲酰胺系列(甲酰胺、甲酰胺-二碘甲烷)检测液体相比,水系列(水、水-二碘甲烷)检测液体能更好地对2K-WPU涂膜表面性能进行描述;随着n(—NCO)∶n(—OH)的增加,MPP-2K-WPU的表面能先减小后增大,耐水性呈现先增强后减弱的趋势,当n(—NCO)∶n(—OH)为1.5∶1时其表面能最小、耐水性最强;与2种对照样(PP-2KWPU和D270-2K-WPU)相比,MPP-2K-WPU的表面能最小且耐水性最强。     

聚氨酯木材胶粘剂的研究(I)——化学组成对粘接力学性能的影响

以多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)和聚醚多元醇为原料合成了一种单组分、室温湿固化的端异氰酸酯聚氨酯胶粘剂。本研究考察了物料的化学组成对胶粘剂粘接木材的力学性能产生的影响。实验表明,与改性二苯基二异氰酸酯(MD I)相比,PAPI合成的胶粘剂对木材粘接干压剪强度提高了60%;将相对分子质量(MW)为800、1 000和2 000的聚氧化乙烯二醇(PED)、MW为300和3 000的聚氧化丙烯三醇(N303和N330)以及聚四氢呋喃-氧化丙烯二醇(NG220)按优化的比例复合使用,以改性胺和有机锡复合催化,可有效提高粘接木材的干和湿压剪强度、固化速率以及木破率。FT-IR光谱证实聚醚多元醇的—OH与PAPI的—NCO反应生成了氨基甲酸酯(—NHCOO—),但N—H和C O均以氢键形式存在。