尿素-乙二醛树脂的优化合成及其对大豆胶黏剂的改性

当前人造板工业化应用的无甲醛添加大豆胶黏剂主要是由环氧氯丙烷-聚酰胺多胺(PAE)树脂改性脱脂豆粉所得,由于交联剂PAE的原料价格昂贵,导致大豆胶黏剂的成本较高。为降低大豆胶黏剂成本以促进其在木材工业中的广泛应用,笔者以价格较低的尿素(U)和乙二醛(G)为原料,优化制备一种无甲醛添加大豆胶黏剂使用的新型交联剂尿素-乙二醛(UG)树脂,通过傅里叶变化红外光谱(FT-IR)表征、热重分析、溶胶-凝胶测试以及胶合性能评价,确定G/U摩尔比对大豆胶黏剂的结构和胶合性能的影响。结果表明:通过乙二醛与尿素反应产物残留醛基与大豆蛋白胺基之间的反应,UG能对脱脂豆粉进行有效交联,从而改善胶黏剂的耐水性能;G/U摩尔比对UG改性剂的结构以及改性大豆胶黏剂的交联密度、胶合性能和热稳定性有着重要影响,以G/U摩尔比为2.0时所合成UG树脂具有最佳胶合性能,但G/U摩尔比为1.6时具有适宜的耐水性能和更低的原料成本。所优化的UG树脂改性大豆胶黏剂,其耐水性能完全满足国家标准GB/T 9846—2015《普通胶合板》中的II类胶合板的要求,而交联剂UG树脂的原料成本比当前工业化大豆胶黏剂所用的PAE树脂降低了43.8%。     

淀粉三元接枝复合型高吸水性树脂的合成及性能研究

本研究首次用亚硫酸氢钠和过硫酸铵组成的氧化还原引发剂，N，N－亚甲基二丙烯酰胺为交联剂，使淀粉三元接枝丙烯酸和丙烯酰胺在含有粘土的悬浮液中反应，制得淀粉复合型高吸水性树脂，性能测定发现，该树脂在5min内已吸水超过1000g/g，并且树脂的吸水能力随温度的升高而下降缓慢，该树脂在室温下可吸去离子水1800多倍且具有较好的凝胶强度。中也讨论了淀粉形态，粘土种类，粘土用量和交联剂用量对吸水性树脂性能的影响。     

反相悬浮聚合法制备耐盐高吸水树脂的研究

采用反相悬浮聚合法,以N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵为引发剂,乙二胺四乙酸(EDTA)为螯合添加剂,用部分中和的丙烯酸为单体,制成交联型耐盐高吸水树脂,吸水率和吸盐水率分别达到670和170 g/g以上。研究了表面活性剂、交联剂、螯合剂以及中和度等对吸水率和吸盐水率的影响。结果表明,以混合非离子-阴离子齐聚物作为表面活性剂及改性剂,可获得良好的分散效果;EDTA的引入显著提高了树脂的吸盐水率;通过优化交联剂和引发剂用量,同时选择适宜的中和度,可得到综合性能优良的高吸水树脂。     

沙柳木粉接枝改性制备高吸水性树脂的研究

以沙柳木粉为原料,接枝丙烯酸和丙烯酰胺,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合法制备高吸水性树脂.通过单因素试验法研究单体用量、丙烯酸中和度、引发剂用量、交联剂用量、反应温度对于高吸水性树脂吸水量的影响,最终确定优化的合成条件.在优化工艺条件下吸水性树脂的吸水量达到573.8g/g.     

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。     

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。     

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。     

溶液聚合法制备PAMPS高吸水树脂及其性能研究

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体,过硫酸钾为引发剂,N,N＇-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用溶液聚合法制备了PAMPS高吸水树脂,并对合成条件进行优化,得到了合成PAMPS高吸水树脂的最佳工艺条件：m（单体）=35%,m（引发剂）=0.04%,m（交联剂）=0.03%,中和度N=60%,反应温度（时间）50℃（2 h）、60℃（3 h）、70℃（2 h）.在此条件下合成的PAMPS高吸水树脂在室温下蒸馏水和0.9%NaCl溶液中吸液倍率分别为4 062 g/g及165 g/g.     

聚酰胺-胺添加比例对超支化聚合物改性脲醛树脂的影响

将聚酰胺-胺作为改性剂添加至低摩尔比脲醛树脂(UF树脂)中,以提高低摩尔比UF树脂的固化速度,增强树脂的胶合强度。通过在UF树脂合成过程中添加不同比例的聚酰胺-胺,考察聚酰胺-胺对不同摩尔比UF树脂的影响,包括树脂性能和所制备板材的力学强度。结果表明:聚酰胺-胺添加比例为2%~3%时,UF树脂的固体含量增加、固化时间缩短、固化温度降低,并且这种优势在低摩尔比UF树脂中的改善效果更为显著。改性后的UF树脂制备板材的内结合强度增大,即使是摩尔比为1.1的UF树脂,所制板材的内结合强度也远大于国标要求。聚酰胺-胺改性UF树脂在固化特性和所制板材性能上的优异表现可以在保证板材力学性能的前提下明显提高板材生产效率,降低生产能耗,这种改性是非常有前途的。     

蔗糖-三聚氰胺-甲醛共缩聚树脂胶黏剂的合成研究

以蔗糖、三聚氰胺、甲醛为原料,在碱性条件下合成了外观为黄色、透明、均一、无沉淀且水溶性好的蔗糖-三聚氰胺-甲醛(SMF)共缩聚树脂木材胶黏剂。采用均匀试验设计对合成反应体系的蔗糖、交联剂用量和甲醛与三聚氰胺的摩尔比进行了优化,通过正交试验设计对桉树胶合板热压工艺参数进行了优化。结果表明:最佳合成条件为:蔗糖与三聚氰胺的摩尔比为0.7,甲醛与三聚氰胺的摩尔比为2.7,交联剂用量为树脂的0.33%;桉树胶合板最佳胶合工艺参数为:双面施胶量为340g/m~2、热压压力为0.9MPa、热压温度为150℃、热压时间为60s/mm。