液化木薯淀粉对改性酚醛树脂的性能影响及结构表征北大核心

以苯酚为液化剂,在酸性条件下液化木薯淀粉,将所得液化产物用于制备淀粉基改性酚醛(APF)树脂胶黏剂。采用单因素条件探讨液化过程中木薯淀粉添加量对改性树脂性能的影响,并通过FT-IR和SEM表征改性树脂结构。结果表明:随着木薯淀粉添加量的增大,改性树脂胶合强度逐渐下降,当液固比从2.4∶1降至1.0∶1时,制备的胶合板胶合强度由1.85 MPa降至1.14 MPa,降幅达到38.4%,但仍高于国家标准要求的0.7 MPa。同时,随着木薯淀粉添加量的增大,胶合板甲醛释放量逐渐减小,由0.279 mg/L降至0.095 mg/L,远低于国家标准E0级(0.5 mg/L)要求。FT-IR分析表明,在1014 cm^(-1)和1147 cm^(-1)处分别出现芳香醚C—O和芳香醚C—O—C的伸缩振动峰。SEM结果显示,木薯淀粉经液化后细胞壁形态遭到严重破坏,结晶度降低,但仍可观察到APF树脂的表面存在颗粒,说明APF树脂产生了更多的活性芳核衍生物,总体活性增强,易于发生化学交联反应。     

树脂型甲醛捕捉剂对脲醛树脂性能的影响

在实验室制备得到树脂型甲醛捕捉剂,考察了甲醛捕捉剂与不同F/U摩尔比脲醛树脂混合使用后制备得到的刨花板力学性能及甲醛释放量。研究结果表明,甲醛捕捉剂的添加能有效降低刨花板的甲醛释放量,但对混合树脂的最终力学强度性能不利。混合树脂的摩尔比F/U是决定相关刨花板力学性能及甲醛释放量的主要因素。当与摩尔比F/U=1的脲醛树脂混合使用时,添加占总施胶量5%甲醛捕捉剂的刨花板甲醛释放量可达到E1级,同时,内结合强度值满足室内级国家标准要求。与摩尔比F/U=1.2的脲醛树脂混合使用,当甲醛捕捉剂的添加量为20%时,刨花板性能达标。     

E1级三聚氰胺改性脲醛树脂的制备与性能研究

采用三聚氰胺对脲醛树脂进行改性,探讨了改性脲醛树脂的合成工艺对性能的影响.结果表明:当甲醛与尿素的最终摩尔比达到1.1:1,并且酸性阶段的甲醛与尿素摩尔比低于1.6:1时,胶合板甲醛释放量才符合E1级(≤1.5 mg/L).当三聚氰胺的用量超过3%,胶合板的胶合强度低于Ⅱ类板0.7 MPa的标准.在树脂固化时,加入1 %的异氰酸酯类固化剂可以在提高胶合性能的同时降低甲醛释放量.以三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂压制的胶合板、装饰贴面板、细木工板经检测均符合E1级的标准要求.     

高醚含量三聚氰胺改性脲醛树脂胶接胶合板性能研究

采用常规和高醚两种工艺合成了脲醛树脂及三聚氰胺改性脲醛树脂,研究了合成工艺、三聚氰胺添加、固化剂种类等对低摩尔比树脂胶接胶合板胶合强度和甲醛释放量的影响。结果表明:高醚工艺合成的脲醛树脂固化时间较长,胶接胶合板甲醛释放量较高。三聚氰胺在反应初期加入合成的高醚改性树脂胶接胶合板,胶合强度高,甲醛释放量低;三聚氰胺在树脂合成反应末期加入时主要起降低板的甲醛释放量作用。复合固化剂可有效促进低游离甲醛含量树脂的固化,提高胶合强度,降低甲醛释放量。     

耐热增韧型硼酸/热解油共改性酚醛树脂合成工艺

【目的】采用硼酸和热解油对酚醛(PF)树脂进行共改性,研发一种地采暖地板用耐热增韧型改性酚醛(BBPF)树脂,以满足地采暖地板长期处于相对高温和潮湿的环境对胶黏剂的特殊要求。【方法】以树脂固体含量、残碳率、拉伸强度和胶合强度为考察指标,以热解油替代苯酚比例、硼酸添加量(占苯酚质量百分比)和氢氧化钠/苯酚(NaOH/P)摩尔比为考察因素,采用正交试验方法,优化BBPF树脂合成工艺。【结果】1)正交试验极差分析表明,BBPF树脂固体含量、拉伸强度和胶合强度的影响因素主次顺序均为热解油替代苯酚比例、硼酸添加量、NaOH/P摩尔比; BBPF树脂残碳率的影响因素主次顺序为热解油替代苯酚比例、NaOH/P摩尔比、硼酸添加量。2)随热解油替代苯酚比例提高,BBPF树脂固体含量、残碳率和胶合强度均呈下降趋势,拉伸强度呈上升趋势;随硼酸添加量增大,BBPF树脂固体含量、残碳率、拉伸强度和胶合强度均先增大后减小;随NaOH/P摩尔比增大,BBPF树脂固体含量、残碳率和胶合强度均先升高后降低,拉伸强度升高。3) BBPF树脂的优化合成工艺为热解油替代苯酚比例20%、硼酸添加量4%、NaOH/P摩尔比0.5,此工艺下合成的BBPF树脂残碳率在800℃下高达58.10%,其胶膜拉伸强度为3.15 MPa,断裂伸长率为15.7%,胶合强度为1.12 MPa。4)热重分析表明,在0～800℃范围内,树脂质量损失分为4个阶段:第1阶段为30～350℃,树脂中残余水分蒸发,同时伴有树脂后固化,未参与固化的羟甲基被氧化脱除,醚键裂解转化为亚甲基键,甲醛释放,BBPF树脂失重速率极值向高温区移动;第2阶段为350～450℃,树脂中亚甲基键断裂分解,质量损失量较少;第3阶段为450～600℃,酚羟基脱水环化,树脂明显分解,BBPF树脂最大失重速率的温度高于PF树脂和热解油酚醛(BOPF)树脂,低于硼酚醛(BPF)树脂;第4阶段为600～800℃, BBPF树脂在800℃的残碳率高于PF树脂与BOPF树脂,低于BPF树脂。傅里叶变换红外光谱分析显示,BBPF树脂与BOPF树脂的红外光谱在3 420 cm~(-1)处的羟基O—H峰强度略低于PF树脂,且峰变窄;在1 384 cm~(-1)存在B—O键吸收峰,2 924 cm~(-1)处的CH_2特征峰、1 047 cm~(-1)处的醚键吸收峰和876 cm~(-1)处的苯环取代基位置峰强度均增强。【结论】采用硼酸和热解油共改性酚醛树脂,硼酸与酚羟基反应可引入高键能的B—O键,热解油的添加可引入柔性分子链段,同时可提高树脂体系交联度、耐热性和韧性。     

新型有机硅改性低毒脲醛树脂的初步研究

采用了一种新型的低成本的有机硅对低毒脲醛树脂进行改性,讨论这种新型有机硅的加入方式、加入量对低毒脲醛树脂的改性效果,并对改性机理进行初步探讨.借助FTIR红外光谱,对这种新型有机硅的结构进行了分析.试验结果表明:当有机硅的加入量为树脂总量的5%时,加入方式为树脂合成后期加入,对于提高树脂胶合强度、降低游离甲醛及甲醛释放量均有明显效果.     

UFC和大豆蛋白制备环保脲醛树脂

采用脲醛预缩液(UFC)制备甲醛和尿素物质的量之比为1.3∶1的脲醛树脂,并在"碱-酸-碱"制备工艺的3个阶段分别加入大豆蛋白(SPI)降解液进行改性。对改性后脲醛树脂的性能进行对比分析,并借助核磁共振(13C-NMR)和动态热机械性能(DMA)分析改性后脲醛树脂的结构特征及热机械性能。结果表明,与普通脲醛树脂相比,UFC制备脲醛树脂的胶合强度提高了16%,游离甲醛降低了33%;而采用UFC和SPI降解液制备脲醛树脂,树脂胶合强度变化不大,当SPI降解液加入量为10%时,其游离甲醛可降低50%。13C-NMR分析表明,在第3个阶段加入SPI降解液,可以降低脲醛树脂中的醚键含量并提高桥键含量,使树脂具有较高的交联度和较低的游离甲醛。DMA测试结果表明,在第3个阶段加入SPI降解液所制备的脲醛树脂具有较高的热机械性能和热稳定性。     

木质素的提纯以及在脲醛树脂胶粘剂中的应用

针对脲醛树脂胶粘剂中游离甲醛含量偏高的问题,研究了尿素/甲醛摩尔比对树脂中游离甲醛含量的影响,选用木质素作为脲醛树脂的改性剂。分析了木质素添加量对树脂中游离甲醛的影响以及木质素的纯度对游离甲醛的捕捉效果。结果表明,摩尔比越低,树脂中的游离甲醛含量越高;木质素通过苯-乙醇的浸提,有助于提高木质素对游离甲醛的捕捉能力。当树脂中M2的含量为尿素的30%时,脲醛树脂的胶合强度为5.91 Mpa,游离甲醛含量为0.094%,均达到最佳值。此外,木质素对脲醛树脂的耐水性能也有明显的改善。     

改性低甲醛释放脲醛树脂的固化特性与合成工艺研究

实验采用不同种类助剂合成了改性低甲醛释放脲醛树脂,并主要针对其固化特性进行了研究,结果发现:添加助剂1+2+3的脲醛树脂呈现出最快的固化速率,比空白样品提高了约15%,但是力学性能较差。因此在添加助剂1+2+3的基础上又对合成工艺进行了优化,结果表明:1)三聚氰胺能有效降低脲醛树脂的甲醛释放量,添加3%wt后甲醛释放量仅为0.28 mg/L;2增加树脂黏度能有效提高胶黏剂的胶合强度,二次缩聚黏度上升到25 s后,湿强度达0.74 MPa,达到了国家胶合板Ⅱ类板标准,优化效果良好。     

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。     

生物源纳米二氧化硅对脲醛树脂降醛作用的研究

利用稻秸提取的生物源纳米二氧化硅,探讨了生物源纳米二氧化硅的添加量(0、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%)和改性温度(50℃和70℃)对脲醛树脂胶黏剂同化特性、甲醛释放量和胶合强度的影响。结果表明,随着添加量从0增加到2.0%,甲醛释放量降低,胶合强度总体增加。改性温度为50℃时,生物源纳米二氧化硅在脲醛树脂中能够均匀分散,起到偶联剂的作用,胶的同化时间逐渐延长,甲醛释放量降低,胶合强度增加。     

改性脲醛树脂中三聚氰胺添加量对中纤板防潮性能的影响

采用三聚氰胺改性脲醛(MUF)树脂生产中纤板(MDF),检测树脂中不同三聚氰胺添加量时MDF试板的各项性能指标.结果表明:三聚氰胺添加量对试板防潮性能的影响显著,随着三聚氰胺添加量的增加,试板的24h吸水厚度膨胀率呈降低趋势,湿静曲强度和内结合强度逐渐增加;在一定范围内,建立的线性回归方程可用于预测MDF的防潮性能.     

二乙二醇醚增韧改性三聚氰胺-尿素-甲醛树脂的性能

三聚氰胺改性脲醛树脂(MUF)相比脲醛树脂(UF)具有低甲醛释放和高耐水的优点,被广泛用于制造环保和防潮胶合板、刨花板和纤维板。但是,增加三聚氰胺含量会导致MUF树脂脆性变大。制备了二乙二醇醚增韧改性MUF树脂,研究了二乙二醇醚添加量对胶合板胶合强度、弹性模量、静曲强度和冲击韧性的影响。结果表明:添加MUF胶液质量2%~8%的二乙二醇醚可延长MUF树脂的固化时间,降低胶合板的胶合强度,而胶合板的抗弯破坏由脆性断裂向韧性断裂转变。与对照组对比,二乙二醇醚改性MUF树脂可明显提高所制胶合板的弹性模量、静曲强度和冲击韧性。较优的二乙二醇醚添加量为MUF胶液质量的2%,此时,胶合板弹性模量、静曲强度和冲击韧性相比对照组分别提高了66.7%,71.1%和100%。     

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。     

纳米结晶纤维素改善脲醛树脂胶黏剂游离甲醛的研究

为了降低脲醛树脂胶黏剂的游离甲醛释放量,以俄罗斯落叶松浆粕为原料,利用酸水解,硅烷偶联剂改性等制备获得表面改性纳米结晶纤维素(M-NCC),并将M-NCC作为吸附材料用于脲醛树脂基材制备胶合板,研究M-NCC对脲醛树脂胶黏剂游离甲醛的吸附效果和机理。结果表明:透射电镜(TEM)检测可知,制备的NCC颗粒长度约为100~200 nm、直径约为20~30 nm,结晶度为57.3%,相比原始纤维素提高了41.1%;硅烷偶联剂3-(2-氨乙基)-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(MCPS)使NCC的浸润性显著增强,当MCPS用量为8%时M-NCC接枝率达到27.2%,M-NCC对脲醛树脂的接触角为65.7°,下降32.7%;由扫描电镜(SEM)照片可观测到,表面改性显著改善了低浓度NCC颗粒在脲醛树脂基材中的分散状态,当M-NCC质量分数2%时,纳米颗粒的分散性能明显下降;M-NCC可有效吸附脲醛树脂基材中的游离甲醛,当M-NCC质量分数1.5%时可致游离甲醛比对照组(0.51 mg/L)下降50.9%。     

纳米SiO_2对杨木强化材有害气体控制作用研究

将不同质量分数的纳米SiO_2在超声波作用下与脲醛树脂溶液共混制作杨木强化材,测试其TVOC与甲醛释放量及力学性能,并利用扫描电镜/能谱仪分析纳米SiO_2添加量影响处理材环保性能和力学性能的机理。结果显示:纳米SiO_2的添加可以有效地降低处理材TVOC和甲醛的释放量、提高力学强度,且添加量显著地影响强化材TVOC和甲醛的去除率及力学性能。随着用量的增加,对TVOC、甲醛的控制效率和试件力学性能随之升高,但当添加量达0.5%后,以上各项性能有所降低。当纳米SiO_2添加量为0.5%时,对杨木处理材的TVOC和甲醛的控制效果最佳,且力学强度最佳。扫描电镜/能谱仪分析结果显示:纳米SiO_2的添加不影响脲醛树脂在木材中的渗透性,但当纳米SiO_2添加量达到1.0%时,从电镜扫描图上可明显观察到纳米颗粒与树脂聚集形成的团状颗粒,导致其处理效率降低。     

氧化淀粉改性粉状脲醛树脂胶初探

以H2O2为氧化剂制作氧化淀粉,并加入到脲醛树脂中,制备改性UF树脂.通过介绍改性UF制胶的机理、工艺及影响因素,及与常规脲醛树脂胶黏剂的性能对比,结果表明,改性UF树脂的胶合强度、耐水性、耐老化性均有明显提高,游离甲醛含量明显降低.     

羧基丁苯胶乳改性脲醛树脂胶粘剂的研究

利用羧基丁苯胶乳对脲醛树脂胶粘剂进行改性,同时在脲醛树脂合成过程中加入一定数量的玉米淀粉等改性剂,进一步提高改性脲醛树脂的综合性能,降低生产成本。羧基丁苯胶乳改性脲醛树脂胶粘剂具有游离甲醛含量低、生产工艺简单等特点,生产出的胶合板的胶合强度和甲醛释放量均满足国家标准。     

改善E1级胶合板用UF胶粘剂预压性能的研究

利用氧化淀粉在树脂合成后期、API在调胶时加入分别对脲醛树脂进行改性，探讨改性UF对胶合板预压强度的影响。采用正交实验法对比改性后胶合板的预压性能和改性后胶合板的甲醛释放量的变化。结果表明：随着API量的加大，胶合板的预压性能得以提高；而氧化淀粉改性后则随着量的加大，一定范围内胶合板的预压性能得以提高，加入量继续加大后反而下降。     

植物蛋白改性剂对脲醛树脂胶粘剂性能影响研究

以脲醛树脂为改性研究对象,选择玉米蛋白、棉籽蛋白和大豆蛋白三种植物蛋白做为改性剂,从粘度、pH值、固化时间、胶合强度和甲醛释放量等方面入手,对不同添加量的改性效果进行研究的结果表明,三种蛋白对甲醛释放量影响相对差别较小,添加量为20％的棉籽蛋白为改性脲醛树脂的最优选择,玉米蛋白次之.