间苯二酚—苯酚—甲醛树脂的研制与在胶合木梁上的应用

本文介绍了室温固化的间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶粘剂的制备及性能,以及用它粘合成的大断面胶合木梁的情况。通过加速老化试验表明间苯二酚-苯酚-甲醛树脂胶粘剂的耐候性比酸固化酚醛树脂胶好。间苯二醛-苯酚-甲醛树脂胶粘剂的研制成功,为胶合木结构和承重指接材提供了一种性能优异的木工用胶粘剂。     

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。     

木质素基酚醛树脂泡沫的制备及性能研究

在碱性条件下,先利用木质素部分替代苯酚与甲醛反应合成酚醛树脂,然后利用酚醛树脂经发泡工艺制备木质素基酚醛树脂泡沫,当木质素替代量为0%、10%、20%和30%时,分别记为LPF-0%、LPF-10%、LPF-20%和LPF-30%。对泡沫的性能研究结果表明:木质素可部分替代苯酚,与甲醛发生缩合反应生成酚醛树脂;当木质素替代量为20%(LPF-20%)时,泡沫热解具有最大的残炭率54.60%,其热稳定性优于其它酚醛树脂泡沫;随着木质素替代量的增加,木质素基酚醛树脂泡沫的颜色由黄色渐变为褐色,其表观密度由0.05 g/cm~3增加至0.11 g/cm~3,压缩强度从0.26 MPa增加为0.56 MPa,表面粉化程度由13.73%降低至3.48%,吸水率由3.73%降低至1.92%;木质素基酚醛树脂泡沫具有良好的阻燃性,LPF-30%的氧指数最大为33.67%。     

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。     

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。     

花生壳苯酚液化物-甲醛树脂胶用于集装箱底板试验

花生壳苯酚液化物-甲醛树脂胶粘剂是花生壳粉苯酚液化后的高反应活性产物与甲醛缩聚而成的高耐水性木材胶粘剂.探讨了花生壳苯酚液化物-甲醛树脂胶粘剂用于集装箱底板生产的最佳胶合工艺,检测了集装箱底板的各项物理力学性能和耐老化性能,并与传统酚醛胶及落叶松单宁胶进行了成本对比分析.结果表明,花生壳苯酚液化物-甲醛树脂胶粘剂的最佳胶合工艺为双面施胶量350 g/m2,热压时间1.2 min/mm,热压温度140℃;在此热压工艺条件下压制的集装箱底板的各项物理力学性能可以满足国家标准的要求,具有胶合强度高、耐老化性能优异、成本低廉等优点.     

木质素胺基多元醇的合成及其化学结构表征

以木质素、二乙醇胺及甲醛为原料,通过Mannich反应合成木质素胺基多元醇,研究了反应温度、时间、pH值及物料配比等因素对产物羟值的影响。实验结果表明,反应物料按质量比m(二乙醇胺)∶m(木质素)为0.35∶1、物质的量比n(甲醛)∶n(二乙醇胺)为1.1∶1时,在反应体系pH值为11条件下,80℃反应2.5~3 h,产物的羟值最高,为279 mg/g。通过FT-IR及元素分析方法表征了木质素胺基多元醇的化学结构。     

木质纤维素及其组分转化木材胶粘剂的发展趋势

木质素是造纸工业废液中的主要成分。其具有和酚醛树脂相似的结构, 因此可以部分替代苯酚用于酚醛树脂的生产。但是由于木质素化学结构复杂, 具有化学反应活性的位点少、反应官能团所收到的空间位阻大, 一般添加量不超过10%~20%。有机溶剂法制浆分离的木质素分子量大, 纯度高, 酚醛树脂允许的添加量可达20%~30%, 但是要求提高固化温度、延长固化时间来克服木质素反应活性低的限制。对木质素进行化学改性如羟甲基化、酚解、醇解、还原等, 可以降低分子量, 增加活性基团如酚羟基的含量、并使苯环上更多的活性位点暴露出来, 从而提高木质素的化学反应活性。酚醛树脂经过改性木质素的允许的添加量可达30%~40%。部分木质素含量高的木质纤维素类原料如核桃壳粉等, 经过研磨和化学活化处理后可以直接添加到酚醛树脂中, 部分替代苯酚而不对胶接性能产生影响。环碳酸酯类和多元醇混合物被用来作为全新的液化剂来把木质纤维素快速液化为有用的化学原料。所得到的液化产物具有较高的反应活性, 是今后利用木质纤维素开发绿色木材胶粘剂的一条可资利用的途径。     

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。     

纳米氧化镁催化合成木素-酚醛树脂的工艺及性能

以纳米氧化镁(MgO)为催化剂,合成酶解木质素含量为50%的木素-酚醛(LPF)树脂,探究甲醛/苯酚(F/P)量比、MgO添加量、NaOH/P量比等参数对树脂凝胶时间、储存期及试件胶合强度的影响规律。结果表明,LPF树脂的优化合成工艺是:F/P量比为1.9,MgO添加量为1.5%,NaOH/P量比为0.9,制备树脂的凝胶速度较普通树脂提高30%以上,试件胶合强度满足GB/T 9846-2015中I类胶合板要求。     

低游离甲醛羟甲基化木质素磺酸盐-酚醛复合胶黏剂研究

以工业木质素为原料,采用羟甲基化反应提高木质素反应活性,确定了羟甲基化反应木质素和催化剂的最佳配比:木质素与甲醛质量比为3:1、催化剂用量为0.25%(以木质素原料计).并用FT-IR和13C NMR对羟甲基化反应结果进行了分析.通过羟甲基化木质素磺酸盐(HLF)与酚醛树脂(PF)共混制得木质素酚醛树脂(LPF)胶黏剂.实验结果表明,该胶具有制备工艺简单、游离甲醛低的特点,用HLF替代40%的PF时,其胶合强度达到国家Ⅰ类胶合板的要求.     

高替代率木质素酚醛树脂在胶合板中的应用性能比较

以云杉硫酸盐法制浆黑液中的碱木质素(UL)为原料,在改性得到脱甲基化木质素(DUL)和羟甲基化木质素(HUL)的基础上,合成了高替代率(≥70%)的木质素酚醛树脂(LPF),并探讨了3种木质素羟基含量对LPF胶黏剂胶合强度和游离甲醛含量的影响。木质素的结构分析结果表明：相比原料UL,DUL和HUL的羟基比例分别提高了26.41%、 72.35%。将UL、DUL和HUL替代苯酚制备LPF并将其用于杨木单板胶合实验中,实验结果显示：UL经脱甲基化改性后进一步提高了其耐热水胶合强度(σ_HWT),在30%木质素替代率下,DUL的σ_HWT最大,达1.09 MPa,比PF(0.78 MPa)提高了39.39%。木质素替代率从30%(HUL)提高至70%(DUL),同时胶合板中游离甲醛的质量浓度从0.33 mg/L(UL)降低至0.29 mg/L(DUL),仍小于国标GB 9846.2—2004要求(<0.5 mg/L);UL经羟甲基化改性后,HUL制备LPF的胶合强度大幅提高,在30%木质素替代率下,干胶合强度(σ_dry)为2...     

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。     

新型酶解木质素酚醛泡沫的制备及性能研究

利用酶解木质素部分替代苯酚,以十二胺为增韧剂,成功制备了含有柔性侧链的酶解木质素酚醛树脂,并利用其制备改性酶解木质素酚醛泡沫。系统研究了该树脂的发泡工艺,结果表明:当十二胺添加量为苯酚质量的8%,固化剂用量为12%(树脂的质量分数,下同),发泡剂用量为7%,表面活性剂用量为6%时,该泡沫的综合性能较佳。同时使用核磁共振(1H NMR)对树脂结构分析,使用热重分析(TG)与扫描电镜(SEM)对泡沫进行了分析,结果表明:改性木质素酚醛泡沫孔和孔壁厚度均匀,具有规则和致密的网络结构。改性后泡沫残碳率为49.0%。研究结论为今后利用脂肪单胺体系长链结构改性木质素酚醛树脂刚性结构提供了理论基础。     

E1胶合板用低成本脲醛树脂胶粘剂的研究

以尿素和甲醛为原料,在特定配方和工艺条件下合成脲醛树脂胶粘剂,根据它们的不同性能分别作为主体树脂、甲醛捕捉剂和强化剂。通过实验设计将三者进行了复配。研究结果表明:在主体树脂中加入10％的甲醛捕捉剂、5％-15％的强化剂和20％的面粉可以制得E1胶合板用胶粘剂。该胶粘剂成本较低,能显著提高胶合板的胶合性能,降低甲醛释放量。     

微波等离子处理对脲醛胶性能的影响

脲醛树脂胶粘剂是木材加工领域应用最广泛的胶粘剂,在保障其胶合性能的前提下降低脲醛胶的甲醛释放量是社会关注的焦点和难点。通过试验,研究不同的微波等离子处理方法对脲醛树脂胶粘剂的固化时间、适用期、胶合强度、游离甲醛含量的影响。试验结果表明:等离子处理对脲醛树脂胶粘剂的固化时间和适用期的影响不明显;合适的等离子处理条件可以改善脲醛胶的胶合性能;与未经等离子处理脲醛胶相比,等离子处理后脲醛胶的游离甲醛含量显著降低。     

核桃壳胶粘剂化学背景的探讨

探讨漾濞泡核桃壳作木材胶粘剂原料的化学背景。化学分析结果表明:漾濞泡核桃壳中含(硝酸法)纤维素3 3 2 5 %、多戊糖2 6 72 %、木素6 0 94 %、灰分1 1 9%;核磁共振氢谱、紫外和红外光谱的分析结果表明:核桃壳木素以愈疮木基-紫丁香基木素为主,属GS型木素,且G型木素的含量大于S型木素。利用G型阔叶材木素的化学性质可以合成得到与普通酚醛树脂胶合性能相当的核桃壳木素-苯酚-甲醛共聚树脂。     

液化木质素磺酸钙基环保酚醛胶黏剂的合成

探讨了加料方式对传统酚醛树脂(PF)胶黏剂游离酚、醛的影响因素.在此基础上,采用热化学酚化技术活化木质素磺酸钙得到木质素磺酸钙酚化产物,将酚化产物代替苯酚制备低成本的木质素基酚醛胶黏剂(LPF).实验结果表明,当甲醛分3次加入、碱液分2次加入时,制备的PF胶黏剂具有较低的游离酚、醛,且以苯酚为液化试剂,液化温度140℃、液化时间15min、苯酚与木质素磺酸钙的质量比(酚木比)为2∶1,酚化工业木质素磺酸钙,将得到的酚化液代替苯酚在酚醛物质的量之比为1∶1.7时,制得的LPF具有更低的游离酚、醛含量、较长的储存期和优异的胶合性能.     

羟甲基化秸秆乙醇残渣脲醛复合树脂的制备与应用性能

以秸秆乙醇残渣(ER)为原料,采用羟甲基化反应制备羟甲基化ER(HER),将HER与脲醛树脂(UF)复合制备秸秆乙醇残渣脲醛复合树脂(HER/UF),对制备条件进行了探讨,通过FT-IR对ER和HER中的木质素进行表征,并通过SEM测试对HER在UF中的分散性进行研究。研究结果表明:HER的羟甲基含量较ER的羟甲基含量有所增加,随着ER用量(以甲醛质量计)增大,HER的羟甲基增加量减少;且HER较ER在UF中具有更好的分散性。ER在其用量为2 000%,Na OH用量(以HER质量计)0.9%的反应体系下,制备的HER综合性能最好,游离甲醛为0.24%,黏度为3 200 m Pa·s。HER替代10%~40%UF时制备的三合板胶合强度均满足Ⅱ类板的要求,甲醛释放量达到E0级,其中HER替代30%UF制备的三合板性能最好。     

氯化胆碱/氯化锌低共熔离子液改性木质素制备酚醛胶的研究

通过合成氯化胆碱与氯化锌物质的量比为1:2体系的低共熔离子液(DES来活化处理木质素,再加水分离得到再生木质素(DL),对比改性前后木质素的结构变化,并分别用其代替部分苯酚(10%、20%、30%、40%)制备酚醛树脂,研究其对酚醛树脂胶黏剂性能的影响。结合红外光谱、紫外光谱和核磁共振氢谱的分析可知经DES改性后的木质素中少量醚键断裂,部分甲氧基脱除,少部分被酚化,木质素反应活性提高。并且,所压制胶合板的胶合强度均优于未改性木质素替代苯酚所制备的酚醛树脂,且在实验范围内均达到了国家标准中Ⅰ类胶合板的要求。