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。     

E1级MDF用三聚氰胺改性脲醛树脂的定量13C-NMR结构研究

采用13C-核磁共振定量分析了由选定碱-酸-碱工艺所合成的E1级MDF用三聚氰胺改性脲醛树脂。结果表明:在初始碱性阶段有70％的甲醛分子转化成了羟甲基脲,25％的甲醛分子转化成了亚甲基醚键。三聚氰胺全部发生羟甲基化,65％的羟甲基三聚氰胺缩聚成亚甲基醚键的结构。亚甲基醚键在最后的碱性保温阶段发生分解。三聚氰胺对缩聚反应的参与提高了亚甲基键的含量。     

Synthesis and the Quantitative 13C NMR Analysis of PUF Resin for E0 - Ⅱ -type Plywood

按酚醛(PF)树脂的制备工艺,采用CaO和NaOH为复合催化剂,在碱性条件下制备了95 ％-200％的系列尿素改性酚醛(PUF)树脂,贮存期达30 d以上.该系列PUF树脂压制的杨木三合板,胶合强度符合Ⅱ类胶合板要求,甲醛释放量＜0.5 mg/L,符合E0级.其中选用尿素/苯酚(U/P)质量比为1.5∶1,甲醛与尿素-苯酚(F/(U+P))物质的量的比值为0.97的配方制胶,结合13CNMR分析手段,监控投料甲醛在反应过程中形成的亚甲基、羟甲基和亚甲基醚键的含量变化,以及最终PUF树脂的亚甲基(32.4％)、羟甲基(57％)和亚甲基醚键(10％)的结构比例.     

C NMR 定量分析

按酚醛(PF)树脂的制备工艺,采用CaO和NaOH为复合催化剂,在碱性条件下制备了95%～200%的系列尿素改性酚醛(PUF)树脂,贮存期达30 d以上。该系列PUF树脂压制的杨木三合板,胶合强度符合Ⅱ类胶合板要求,甲醛释放量<0.5 mg/L,符合E0级。其中选用尿素/苯酚(U/P)质量比为1.5∶1,甲醛与尿素-苯酚(F/(U+P))物质的量的比值为0.97的配方制胶,结合13C NMR分析手段,监控投料甲醛在反应过程中形成的亚甲基、羟甲基和亚甲基醚键的含量变化,以及最终PUF树脂的亚甲基(32.4%)、羟甲基(57%)和亚甲基醚键(10%)的结构比例。     

CNMR定量分析

采用13C NMR定量分析了由选定碱-酸-碱工艺所合成的E1级胶合板用脲醛树脂.结果 表明:在初始碱性阶段有70.27 %的甲醛分子转化成了羟甲基脲,24.83 %的甲醛分子转化成了亚甲基醚键.在随后的酸性缩聚阶段中,64 %的羟甲基脲发生断裂,放出甲醛,缩聚成亚甲基键及亚甲基醚键.在酸性阶段加入的第二批尿素与树脂中的游离甲醛形成羟甲基脲.超过一半的亚甲基醚键在最后的碱性保温阶段发生分解,并与此时加入的第三批尿素生成羟甲基脲.     

UFC制备MUF树脂胶接性能评价

以高浓度甲醛和尿素制备的脲醛预缩液(UFC)为主要原料合成三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)树脂,选用3种不同固化剂(NH4Cl、HCOOH、NH4Cl+尿素)对MUF树脂的胶接性能进行评价和分析。结果表明:高浓度甲醛制备的MUF树脂交联度和缩聚度提高,树脂中的亚甲基桥键、醚键和羟甲基含量发生较大变化。以NH4Cl为固化剂时,湿状胶合板热稳定最好;以HCOOH为固化剂时,胶合板具有较高的干状强度,干状胶合板热稳定性最好,但耐久性极差;以NH4Cl+尿素为固化剂时,胶合板具有较高的干状和湿状强度,耐久性最好。     

三种三聚氰胺改性脲醛树脂胶结构与性能关系的研究

用IR、~(13)C-NMR、TG等仪器分析手段结合化学分析对三种三聚氰胺含量不同和F/(U+M)摩尔比不同的MUF树脂的化学结构和性能之间的关系进行研究。发现MUF树脂的固化时间与其羟甲基含量有关。用MUF树脂压制的杨木胶合板的强度与其三聚氰胺量和羟甲基含量有关。杨木胶合板的甲醛释放量与MUF树脂的羟甲基含量和亚甲基醚键含量有关。     

高浓度甲醛制备脲醛树脂及其性能分析

以高浓度甲醛和尿素为主要原料合成脲醛树脂,借助核磁共振(13C-NMR)和动态热机械性能(DMA)分析树脂结构组成及热机械性能。结果表明,以高浓度甲醛制备的脲醛树脂具有较高的固含量,其制备的刨花板内结合强度达1.27 MPa,较普通甲醛制备的明显提高,增幅为50%。13C-NMR和DMA测试结果表明,高浓度甲醛制备脲醛树脂羟甲基含量为31.0%,而普通甲醛制备树脂羟甲基含量只为23.7%,表明前者甲醛加成反应进行更彻底;而其醚键含量较普通甲醛制备的树脂提高了一倍,同时缩聚度提高,保证了足够的机械强度。     

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。     

苯酚-尿素-甲醛树脂的合成和机理研究

制备合成了不同尿素用量的系列尿素改性酚醛(PUF)树脂胶黏剂,探讨了一种PUF树脂胶黏剂较优的配方和合成工艺,并通过~(13)C NMR、TG对PUF树脂的反应过程和分解过程进行了研究。结果表明:合成过程中尿素分三批加入,以CaO和NaOH为复合催化剂,在碱性条件下制备的5组尿素用量不同的PUF树脂,以这5组PUF树脂作胶黏剂压制的杨木三合板胶合强度全部符合Ⅰ类胶合板要求,甲醛释放量≤0.5 mg/L;~(13)C NMR分析结果显示,树脂合成过程中的羟甲基、亚甲基、亚甲基醚键的含量随着尿素添加量和反应时间的不同而变化,PUF树脂合成过程的主要反应为甲醛的亲电加成,TG分析表明热稳定性呈先提高后降低的趋势。     

镁离子催化合成木质素-酚醛树脂的结构与固化特性

以纳米氧化镁(MgO)为催化剂,通过在酶解木质素(EHL)、苯酚、甲醛和NaO H反应的初期添加纳米MgO合成MgO催化的木质素-酚醛(MLPF)树脂。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振(13C NMR)及差示扫描量热(DSC)技术手段表征MLPF树脂的分子结构与固化反应热行为,并与未添加MgO的对照样木质素-酚醛(LPF)树脂及酚醛(PF)树脂进行对比分析,研究Mg~(2+)对MLPF树脂结构与固化特性的影响,结果表明:Mg~(2+)有效促进了MLPF树脂中羟甲基基团形成,增加了分子结构中亚甲基连接结构数量,抑制了亚甲基醚键生成,使MLPF树脂结构的缩合程度高于LPF树脂;Mg~(2+)可以实现MLPF树脂快速固化,降低树脂的固化反应温度。     

高浓度甲醛和大豆蛋白增强低摩尔脲醛树脂研究

以高浓度甲醛制备摩尔比1.1∶1的脲醛树脂(UF),以降解后的大豆蛋白(DS)为改性剂,并在UF"碱-酸-碱"制备工艺的三个阶段分别加入不同比例的DS进行改性,以增强脲醛树脂的胶合强度。研究结果表明:1相对于普通低摩尔脲醛树脂,高浓度甲醛制备的脲醛树脂固体含量和黏度显著提高,游离甲醛变化不大,但胶合强度提高64%。2高浓度甲醛和DS制备UF:在第一个阶段,加入5%或10%的DS制备的UF胶合强度进一步提高近7%,游离甲醛变化不大;在第二个阶段,加入DS制备的UF胶合强度很低且树脂稳定性差;在第三个阶段,加入DS制备的UF黏度显著提高,游离甲醛有所降低,仅加入量为10%时制备的UF胶合强度有所提高。313C-NMR和FT-IR测试结果表明:在第二个阶段,加入DS制备的UF缩聚反应受阻碍,大量的小分子尿素游离,最终导致树脂较差的稳定性和胶合性能;在第三个阶段,加入的DS主要捕捉树脂未反应的游离甲醛,但最终树脂的交联度不高;在第一个阶段加入DS制备的UF醚键含量有所降低,二羟甲基和亚甲基桥键含量明显增加,树脂具有较高的交联度和缩聚度。4 DMA分析表明:单纯高浓度甲醛制备的UF具有较高的初始胶合强度,但是热稳定性差。高浓度甲醛和DS在第一个阶段改性制备的UF具有较高的热机械性能和较好的热稳定性。     

葡萄糖-三聚氰胺-甲醛共聚树脂合成及性能研究

以葡萄糖、三聚氰胺和甲醛为主要原材料,在碱性条件下合成葡萄糖-三聚氰胺-甲醛(GMF)共聚树脂胶黏剂。对GMF树脂的合成工艺进行了探讨,通过FT-IR图谱的分析,研究了葡萄糖与三聚氰胺的摩尔比(G_g/M_m)对GMF树脂胶合强度、储存期的影响。实验结果表明:GMF树脂优化合成工艺为:合成反应温度88℃、pH值9.0~9.5、葡萄糖与三聚氰胺的摩尔比(M_g/M_m)0.1~0.4;GMF树脂的储存期(25℃)可达9~15 d。FT-IR表明:GMF树脂分子结构的链接方式主要以醚键和亚甲基键为主;GPC表明新制GMF树脂数均分子量为240~270。当葡萄糖与三聚氰胺的摩尔比(M_g/M_m)低于0.5时,胶合板的胶合强度均达到了国家标准中I类胶合板的要求。     

改性超支化聚合物对脲醛树脂性能的影响

采用"碱-酸-碱"合成工艺,在树脂合成反应末期加入不同比例的尿素及改性超支化聚合物,合成了2种脲醛树脂(UF0和UF1),测试了2种脲醛树脂的基本性能及其所制胶合板的力学性能,并借助差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)对树脂的固化性能及耐热性能进行了表征和分析。试验结果表明:加入改性超支化聚合物的UF1树脂具有较低的固化温度,有利于提升树脂的固化速度,且树脂具有较好的热稳定性;胶合板的2h耐冷水胶合强度可以提升近50%,树脂中游离甲醛含量明显下降,而对树脂的固体含量及黏度影响不大。~(13)C NMR结构分析表明,改性超支化聚合物的加入可以有效提升树脂中亚甲基桥键(—CH_2—)和尤戎环(Uron)的比例,对树脂耐冷水性能的提升具有重要作用。     

不同合成工艺路线下MUF共缩聚树脂结构分布

根据反应原料化学反应活性的不同,设置了三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)共缩聚树脂的不同合成工艺路线.借助现代仪器分析手段,对不同工艺条件下树脂的结构组成及分布进行了分析.结果表明:树脂中的结构基团类型不会因工艺路线的变化而发生改变,但不同基团所占比例有较大差异.利用工艺路线一和路线三合成的树脂中,亚甲基键(—CH2—)含量较高.而在工艺路线二合成的树脂中,羟甲基(-CH2OH)含量远高于其他工艺,表明树脂的缩聚程度也相对较低.     

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。     

麦芽糖-三聚氰胺-甲醛共缩聚树脂合成及表征

以麦芽糖、三聚氰胺和甲醛为主要原料在碱性条件下合成麦芽糖-三聚氰胺-甲醛共缩聚树脂(MMF树脂),对MMF树脂合成工艺进行探讨并研究了麦芽糖与三聚氰胺的摩尔比(M_(mal)/M_(mel))对MMF树脂的储存稳定性、胶合强度、分子结构以及分子量的影响。结果表明:MMF树脂优化合成工艺的缩聚温度为88~90℃、pH值为9.0~9.5、麦芽糖与三聚氰胺的摩尔比(M_(mal)/M_(mel))为0.1~0.3;MMF树脂的储存期比MF树脂的储存期延长20d左右;当麦芽糖与三聚氰胺的摩尔比低于0.3时,胶合板强度达到国家标准Ⅰ类胶合板要求;FT-IR表明MMF树脂分子结构连接方式主要以醚键和亚甲基键为主;GPC表明MMF树脂数均分子量为1600~1750。     

新型磷氮硫阻燃剂的合成及其改性脲醛树脂的性能

利用2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)和四羟甲基氯化磷(THPC),合成接枝共聚物聚四羟甲基-2-甲基-1-丙磺酸磷基酰胺乙烯(HPSA),作为多官能团大分子结构改性剂,用于脲醛(UF)树脂合成。结果表明,HPSA被成功合成并接枝到UF树脂交联结构中,且改性后的HPSA-UF树脂更易固化;压制的刨花板,氧指数值比未改性对照试板提高近31%,甲醛释放量降低,静曲强度和内结合强度明显提高,达到GB/T 4897-2015《刨花板》P1型产品的性能指标要求。     

低甲醛释放量刨花板用脲醛树脂结构的研究(英文)

本文通过~(13)C NMR研究了脲醛树脂合成新工艺中不同反应阶段时的脲醛树脂的化学结构。研究结果表明脲醛树脂的化学结构主要受甲醛/尿素的摩尔比,pH值、反应温度和反应时间的影响。对脲醛树脂中主要的官能团:游离甲醛、亚甲基、亚甲基醚、Uron等相互关系也进行了研究。指出了生产低甲醛释放量,高力学性能刨花板用脲醛树脂中主要官能团的最佳含量。     

聚乙烯亚胺-尿素-乙二醛树脂的合成及性能评价

为开发适合木材胶接用非甲醛系合成树脂,以聚乙烯亚胺(PEI)、尿素(U)、乙二醛(G)为原料,在不同工艺参数下制备聚乙烯亚胺-尿素-乙二醛(PEIUG)缩合树脂,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、电喷雾电离质谱仪(ESI-MS)、差示扫描量热仪(DSC)等方法对合成树脂官能团组成与固化特征进行表征,结合树脂宏观特征和胶合强度,综合评价合成反应工艺条件对树脂结构与性能的影响。测试结果表明,延长反应时间不仅有利于提升树脂的固体含量和胶合强度,树脂颜色也会随之加深,而且随着尿素用量的增加,在相同反应时间下树脂的固体含量和颜色呈现出相同的变化趋势,但胶合强度会有不同程度下降,特别是耐水性能。FT-IR和ESI-MS分析发现,合成树脂体系中存在多种分子结构组分,既包含尿素与乙二醛的自缩聚组分,也有聚乙烯亚胺、尿素、乙二醛之间的共缩聚组分,且聚合物的形成主要通过醚键(C—O—C)或亚甲基桥键(—CH₂—)的方式进行交联,不同反应工艺参数会导致树脂体系中聚合产物比例上的差异,进而对树脂网络交联体系的形成产生不同作用。从树脂固化历程的峰值温度和固化区域变化可以得到进一步印证,增...