环氧化合物改性大豆蛋白胶黏剂制备工艺与性能研究

通过三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(THPTG)交联聚合大豆蛋白降解液制备低黏度大豆蛋白胶黏剂,研究THPTG用量、反应时间、反应温度等工艺参数对大豆蛋白胶黏剂黏度、耐水胶合强度和固化性能的影响,优化大豆蛋白胶黏剂制备工艺条件。结果表明:THPTG用量与反应时间对大豆蛋白胶黏剂黏度、耐水胶合强度均有显著影响,而反应温度仅对黏度影响较大;THPTG用量为9%时,大豆蛋白胶黏剂固化温度为130.20℃,固化反应热达到最大值199.7 J/g。大豆蛋白胶黏剂优化的制备工艺条件为THPTG 9%、反应时间50 min、反应温度70℃,制备的胶黏剂黏度为106 mPa·s,耐水胶合强度达到0.76 MPa,满足GB/T 9846—2015对于Ⅱ类胶合板标准要求。     

豆粕基木材胶黏剂的复合改性与性能研究

采用水性聚酰胺、乙二醛和异腈酸酯对豆粕蛋白粉进行复合改性制备无甲醛木材胶黏剂,并对复合胶黏剂的黏度、接触角和胶合强度进行了研究.结果表明:复合改性可显著降低豆粕基胶黏剂的黏度和接触角,增强胶黏剂在木材表面的润湿性,改善涂布性能.复合改性最佳pH值在大豆蛋白的等电点附近,当复合改性剂添加量为10％水性聚酰胺/4％异腈酸酯、10％水性聚酰胺/2％乙二醛或10％水性聚酰胺/1％乙二醛/1％异腈酸酯时,胶合强度都达到0.7MPa以上,满足国家Ⅱ类胶合板使用要求.     

竹材苯酚液化及胶黏剂制备工艺

采用单因素试验和正交试验研究了竹材加工剩余物的苯酚液化工艺,并进一步研究了竹材苯酚液化产物-甲醛树脂胶黏剂(BPF)的制备工艺和性能。试验结果表明:竹材苯酚液化过程中,液化温度对液化效果的影响最为显著,其次是液比和液化反应时间,催化剂用量2%~4%范围内对液化效果影响不大。竹材加工剩余物苯酚液化的优选工艺为:液固比值3.5、催化剂用量4%、液化温度145℃、液化时间60 min;在此工艺下竹材液化率为99.1%。胶黏剂制备过程中,竹材苯酚液化物与甲醛溶液(甲醛质量分数为37%)的合理质量比为100∶164.8~199.5,其中以100∶182.1较佳。BPF的固化温度低于普通酚醛树脂胶黏剂(PF),因而可在较低温度下固化良好,在130℃或140℃热压温度条件下,用其制备的胶合板的胶合强度均比较理想,热压温度为140℃时的试验结果更佳。     

聚乙烯醇对粉状脲醛树脂复水性能的影响研究

以改善粉状脲醛树脂复水性能为目的,探讨聚乙烯醇对粉状脲醛树脂复水后液体胶的黏度、沉降性的影响,并通过正交试验分析树脂固体含量、氯化铵、聚乙烯醇各因素对板材胶合强度的影响,确定胶合强度最优时各因素的主要参数。试验结果表明:聚乙烯醇的加入可提高粉状脲醛树脂胶黏剂的黏度。当聚乙烯醇加入量为10%时,固体含量为70%的粉状脲醛树脂胶黏剂黏度可达47.92 s。聚乙烯醇的加入在一定程度上能改善粉状脲醛树脂的复水性能。在粉状脲醛树脂复水后液体胶固体含量为60%、氯化铵为1.5%、聚乙烯醇为3%条件下,制得的三层杨木胶合板胶合强度为2.113 6 MPa,达到GB/T 9846—2015Ⅱ类胶合板要求。     

利用脱脂豆粉制备木材胶黏剂合成工艺初探

由于世界范围内石油资源的紧缺和传统木材用胶黏剂引发的环境问题,使得木材胶黏剂工业重新重视研发豆基胶黏剂。笔者以脱脂豆粉为原料,以尿素、戊二醛为改性试剂制备复合改性木材胶黏剂。分别探讨了尿素浓度、反应温度、反应时间以及戊二醛添加量对改性胶黏剂胶合性能及耐水性的影响,并采用FT-IR分析复合改性胶黏剂样品中活性基团的变化,探索耐水胶合强度增强机理。通过试验结果分析,在试验研究范围内较优合成工艺参数为:尿素浓度为2.0M、反应时间1.0h、反应温度40℃、戊二醛添加量为2.0%(以脱脂豆粉质量为基准)。经30℃热水浸泡处理后,胶合强度达到0.85MPa。     

硅灰石矿物粉改性脲醛树脂胶黏剂的研究

用未改性硅灰石[Ca_3(Si_3O_9)]矿物粉和硅烷类改性硅灰石矿物粉改性脲醛树脂胶黏剂,研究了硅灰石对脲醛树脂胶黏剂性能的影响和改性脲醛树脂制备的刨花板的胶合性能。研究结果表明,硅灰石矿物粉及其添加量对UF胶的固体含量、pH值、黏度、接触角、固化时间均有一定的影响,所制备的刨花板与用原胶相比胶合性能有不同程度的降低,随着硅灰石添加量的增加,刨花板的吸水厚度膨胀率增加,内结合强度有一定程度下降,但可以达到刨花板国家标准的要求。硅灰石矿物粉作为脲醛树脂胶黏剂改性剂是可行的。     

聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂大豆胶黏剂制备及性能研究

采用己二酸(AA)、二乙烯三胺、环氧氯丙烷(ECH)合成聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PAE),将其与大豆蛋白按比例混合制备PAE大豆胶黏剂。在合成预聚体(PA)后,通过单因素试验,探究AA与ECH摩尔比、大豆蛋白添加量对胶合板胶合强度的影响,研究了PAE对大豆蛋白的改性作用及胶接机理。结果表明:在胶黏剂合成过程中AA与ECH摩尔比为1:1.0,大豆蛋白添加量为30%,热压温度为120℃、压力1.0 MPa、热压时间6 min条件下,PAE大豆蛋白胶黏剂胶合强度可达1.02 MPa,满足GB/T 9846-2015Ι类板指标要求。     

淀粉基API木材胶黏剂制备与表征

用过硫酸铵对淀粉酸解氧化,制备淀粉基水性高分子异氰酸酯(API)木材胶黏剂。通过正交试验讨论了改性淀粉液浓度、乳化剂(SBR)加入量、PVA浓度和P-MDI加入量对淀粉基API胶接强度的影响。结果表明:改性淀粉45g、SBR为干淀粉质量的3%、PVA的浓度为10%和P-MDI加入量为主剂质量的18%时制备的淀粉基API胶黏剂性能最佳,所压制胶合木的压缩剪切强度达到LY/T 1601—2002中规定的Ⅰ型Ⅰ类胶黏剂的胶接性能指标。     

工业麻秆芯缓冲包装材料的开发研究

对机械法制备工业麻秆芯纤维发泡缓冲包装材料的影响因素进行了研究。研究表明胶黏剂的添加顺序为聚乙烯醇、明胶、甲基纤维素,质量比为2：1：1。机械法制备发泡缓冲材料的优化工艺为：麻秆芯纤维添加量为30%,胶黏剂用量为15%,发泡剂用量为2%,填料用量为15%。优化工艺条件下制备的发泡材料外观量化评分为10,密度为0.092g/cm3,回弹率为20.5%,初步达到缓冲包装材料的要求。     

环氧化槲皮素合成及其对豆胶性能的影响

近年来,利用大豆蛋白胶黏剂替代脲醛树脂生产环保人造板产品成为研究热点,其中交联改性可有效提高大豆蛋白胶黏剂耐水胶接性能并已应用于实际生产,但传统大豆蛋白胶黏剂活性交联剂原料多来源于化石资源并且加入量大。本研究探索了利用生物多酚类化合物槲皮素与环氧氯丙烷反应制备一种生物质交联剂环氧槲皮素,用于改性大豆蛋白胶黏剂。研究了环氧槲皮素的合成以及对胶黏剂胶接性能、黏度、防霉性等的影响,解析了环氧槲皮素对大豆蛋白胶黏剂的增强作用机制。结果表明：槲皮素环氧化后红外谱图出现明显环氧特征峰,证明环氧化槲皮素成功合成;环氧槲皮素可与蛋白质氨基、羧基反应形成交联结构,胶黏剂耐水胶接性能提高,当加入质量分数6%的环氧槲皮素时,与未改性胶黏剂相比,制备胶合板的干状、耐水胶合强度分别提高62.5%和148.1%至1.95和1.34 MPa,满足Ⅱ类胶合板标准要求,同时胶黏剂黏度降低609.7%;形成的交联结构热稳定性提高,残炭率提高6.61%;未反应槲皮素中的羟基可以有效提高胶黏剂防霉性达到5 d以上,有利于胶黏剂适用期和胶接耐久性的提高。     

环氧树脂-丙烯酸改性豆粕胶黏剂的研究

本试验采用表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)处理豆粕,与顺丁烯二酸酐(MA)接枝后,继而与环氧树脂共混制备胶黏剂.采用正交试验对复合胶黏剂的黏度和胶合强度进行分析与研究,探讨大豆、SDS、MA及环氧丙烯酸酯用量对胶黏剂胶合性能的影响.结果表明:当AGE与MAA质量比为2∶8、温度60℃、豆粕质量20 g时,制备的胶黏剂...     

改性大豆蛋白胶黏剂基料的制备及表征

以尿素为改性剂,亚硫酸氢钠、过硫酸铵(APS)为引发剂,将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到大豆分离蛋白(SPI)上制备改性大豆蛋白胶黏剂基料.研究了尿素浓度及处理时间、引发剂用量、反应温度、单体用量等因素对改性大豆蛋白胶黏剂基料的黏度和耐水性的影响,确定了最佳的工艺条件.最佳工艺条件为:尿素浓度3 mol/L,预处理时间30 min,反应温度50℃,NaHS03、APS和GMA分别占大豆蛋白的质量分数为5％、10％和84％.合成的基料黏度为59.68(mPa.s),胶膜水溶物含量为44.12％,对桦木的拉伸剪切强度为5.85 MPa,基本满足木材胶黏剂要求.红外光谱证明GMA和SPI发生了接枝反应.     

核桃壳苯酚液化及其产物树脂化制备木材胶黏剂的研究

采用硫酸催化剂,考察了苯酚与核桃壳质量比等条件对核桃壳液化的影响。结果表明相同液化条件下,随着苯酚与核桃壳质量比从2∶1升至5∶1,残渣率从26.49%降至6.60%;随着浓硫酸加入量从2%增至4%、反应时间从5 min延至120 min、反应温度从100℃增至150℃,残渣率则分别从20.79%降至10.48%、48.84%降至15.62%、28.86%降至9.39%,游离酚含量分别从17.32%降至12.67%、41.71%降至10.25%、21.94%降至14.33%。同时,液化产物重均相对分子质量(MW)可降至706~1 030、分散度可降至1.04~1.25;液化产物中高相对分子质量部分随着苯酚与核桃壳质量比的增加有所降低,但随着浓硫酸加入量、液化反应时间和温度的增加而有所增加;核桃壳液化产物/苯酚/甲醛共缩聚树脂胶黏剂(WPF)与传统酚醛树脂胶黏剂(PF)的对比表明,WPF的胶接强度可达1.33 MPa,可作为胶合板用胶黏剂。     

Ba(OH)_2加入温度对酚醛树脂胶黏剂性能的影响

采用Ba(OH)_2和NaOH复合催化剂,通过两步甲醛加入法工艺制备酚醛树脂胶黏剂。考察了Ba(OH)_2加入温度对酚醛树脂颜色、黏度、水溶倍数和固化时间的影响,并采用FTIR和DSC对胶黏剂进行了表征。结果表明,随着Ba(OH)_2加入温度升高,所制得胶黏剂的黏度逐渐降低,水溶倍数逐渐增大,固化时间逐渐延长。FTIR测试结果表明,胶黏剂中高活性的邻-邻结构随着Ba(OH)_2加入温度升高而逐渐减少,这正是黏度、水溶倍数和固化时间变化的原因所在。DSC测试结果显示,固化温度和放热量随着Ba(OH)_2加入温度的升高而逐渐增大,表明固化速率降低。综合考虑各项性能,应在60℃时加入Ba(OH)_2制备酚醛树脂。     

金属离子对大豆基木材胶黏剂胶合性能的影响

使用聚酰胺多胺-环氧氯丙烷树脂(PAE)溶液、脱脂豆粉和金属氯化物溶液调制无醛大豆基木材胶黏剂,采用傅里叶红外光谱、热重分析、胶合板性能评价等方法,探究金属离子种类、用量及其加入方式对大豆胶黏剂胶合性能的影响。结果表明:金属离子对大豆胶黏剂的胶合性能有着重要影响。添加Mg~(2+)与Fe~(3+)能够提高胶接耐水性能,而添加Na~+、Ca~(2+)、Cu~(2+)、Al~(3+)等金属离子会不同程度降低大豆胶黏剂耐水性能;Mg~(2+)可促进大豆蛋白伸展而且不影响PAE树脂的交联特性,使脱脂豆粉能与PAE树脂产生更好的交联反应,赋予大豆胶黏剂更好的胶接耐水性能;当Mg~(2+)添加量为胶黏剂的1.5 wt%(以1 wt%MgCl_2溶液计)时,压制的胶合板28 h"煮-烘-煮"湿强度达到1.16 MPa,较未添加金属离子大豆胶黏剂的湿强度提高11.5%,然而Mg~(2+)的添加顺序对大豆胶黏剂的胶合性能基本无影响。     

纤维素-丙烯酸酯胶黏剂制备工艺

采用乳液聚合法合成羧甲基纤维素-丙烯酸酯乳液胶黏剂。通过单因素试验,初步确定各因素的影响水平,再通过正交试验获取乳液胶黏剂合成的较佳条件。结果表明：聚合温度设定75℃,软硬单体配比1：1,羧甲基纤维素钠（CMC）用量0.25％为较佳的合成条件。在较佳工艺条件下合成的纤维素-丙烯酸酯乳液固含量为：22.7％,黏度为38.4 mPa·s ,表面张力为36.6 mN/ m,剪切强度为1.81 MPa,pH 值为3.72。     

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。     

复合工艺对竹/塑复合刨花板性能的影响

利用聚乙烯(PE)粉末取代部分脲醛树脂(UF)胶黏剂,与竹刨花制备三层结构竹/塑复合刨花板。通过正交试验探讨PE添加量、UF施胶量、热压温度及热压时间对竹/塑复合刨花板主要物理力学性能的影响。结果表明:较优工艺组合为PE添加量6%、UF施胶量2%、热压温度205℃、热压时间12s/mm,竹/塑复合刨花板达到LY/T1842—2009《竹材刨花板》A类理化性能指标要求;2h吸水厚度膨胀率和甲醛释放量分别为2.6%和2.4mg/100g,与普通竹材刨花板对比,分别减少了54.4%和54.7%;静曲强度达到19.6MPa,提高了14.0%。采用PE粉末替代部分UF胶黏剂生产竹/塑复合刨花板可行,且具有广泛的应用前景。     

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。     

木质素改性脲醛树脂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响

针对竹层积材中甲醛释放量过高的问题,以碳化竹片为原料,利用木质素作为脲醛树脂胶黏剂的甲醛捕捉改性剂,对脲醛树脂胶黏剂进行共混改性后压制双层竹层积材。采用木质素添加量和组坯方式的双因素分析法,探讨木质素改性脲醛树脂胶黏剂对竹层积材甲醛释放量及胶合性能的影响;采用环境扫描电子显微镜(ESEM)对木质素改性后的竹层积材胶合界面进行微观形貌分析。木质素的加入使竹层积材的甲醛释放量明显降低,各组坯方式下竹层积材的甲醛释放量差异较小,均可达到GB 18580—2001标准规定的E2级;随着木质素添加量的增加,竹层积材的剪切强度逐渐增大,竹黄面与竹黄面无节组坯试件(II)、竹黄面与竹青面无节组坯试件(IO)及竹黄面与竹黄面有节组坯试件(Node)的剪切强度均在木质素添加量为40%时达到最大,分别为7.6,8.0和8.5 MPa,相比空白组分别提高了85%,70%和41%;对于竹黄面与竹黄面组坯试件,带节试件的胶层剪切强度大于无节组;由ESEM可知,碳化竹材胶合界面被压缩甚至压溃,表面细胞不同程度呈扁平碎片状,胶黏剂主要渗透到竹材的表层破坏细胞,多数为薄壁细胞,位于竹材表层的维管束中偶尔也会有胶黏剂存在,极少量胶黏剂可能通过裂隙进入竹材更深部位的细胞。结果表明:在相同木质素添加量条件下,组坯方式对竹层积材甲醛释放量几乎没有影响;黄-黄无节组坯试件、黄-青无节组坯试件及黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度随着木质素添加量的增加逐渐增大,黄-青组坯试件的胶层剪切强度普遍优于黄-黄组坯试件,黄-黄有节组坯试件胶层剪切强度均大于无节试件;ESEM分析表明,由于碳化竹片表面易被压缩压溃,木质素含量较大的高黏度胶黏剂缺乏有效渗透,致使胶黏剂集聚在压溃细胞表面,竹片胶合界面有效胶层厚度增大,从而导致胶层剪切强度增加。