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。     

纳米TiO2改性脲醛树脂中游离甲醛的光催化降解研究

如何降低游离甲醛含量一直是脲醛树脂研究的热点之一。采用锐钛矿型纳米二氧化钛(TiO2)改性脲醛树脂,探索在紫外光(波长λ=365nm)照射下,纳米TiO2对脲醛树脂中游离甲醛的催化降解效果。通过分析脲醛树脂中游离甲醛的含量,研究了光照类型、时间以及纳米TiO2的含量对光降解甲醛的影响。使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、同步热分析(TG)表征了光催化降解游离甲醛对脲醛树脂化学结构及热性能的影响。结果表明:在脲醛树脂的降醛处理中,加入尿素质量1%的锐钛矿型纳米TiO2,室温下紫外光照时长48h,可以获得36.7%的游离甲醛降解率。紫外光照可以促进脲醛树脂的固化,使其固含量和粘度上升,固化时间缩短,但对脲醛树脂的化学结构和热性能没有明显影响。     

摩尔比对脲醛树脂胶中甲醛含量的影响

降低人造板甲醛释放量的关键在于使用低游离甲醛树脂胶。在制胶过程中，进行了3种摩尔比试验，结果表明，摩尔比对脲醛树脂中甲醛含量影响极大，低摩尔比的脲醛树脂其游离甲醛含量低，用其生产的人造板产品，甲醛释放量也低，符合环保产品的标准。降低甲醛和尿素的摩尔比及改进制胶工艺的反应过程．是制成环保胶的主要途径。     

固化剂对高浓度甲醛制备的低摩尔UF树脂性能的影响

以高浓度甲醛制备摩尔比1.1∶1的脲醛树脂,选用三种不同固化剂(NH_4Cl,HCOOH,NH_4Cl+尿素)对树脂的胶接性能和耐热性能进行分析和评价,并借助13C-NMR和DMA进行表征。研究结果表明:高浓度甲醛制备的脲醛树脂具有较高的黏度和固含量,游离甲醛含量很低,仅为0.075%。较普通脲醛树脂,其羟甲基含量、缩聚度和交联度分别提高了6.33%、5.87%和58.19%。以NH_4Cl、HCOOH作为固化剂时,树脂具有较高的胶合强度,较普通脲醛树脂分别提高了74%和78%。仅以甲酸作为固化剂时,树脂具有较优的耐热性能。     

用不脱水低摩尔脲醛树脂制造低游离甲醛刨花板与中密度纤维板

试验结果表明差示扫描量热仪 (DSC)能够测得NLFS - 1型捕捉剂与甲醛反应 ,并且这种捕捉剂能够捕捉脲醛树脂胶中的大部分游离甲醛 ,其捕捉量与树脂的摩尔比或游离甲醛量有关。对于低摩尔比 ,不脱水脲醛树脂刨花板和中密度纤维板 ,仅用 5 %捕捉剂就能获得较高的捕捉能力。这些板的游离甲醛释放量均能达到欧洲E1级或国标GB -T11718- 1999A级标准。刨花板后期热处理 ,对板的内结合强度提高明显 ,但板的甲醛释放量略有增加     

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。     

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。     

对氨基酚改性脲醛树脂胶黏剂合成工艺及性能研究

通过正交实验研究了对氨基酚改性脲醛树脂胶黏剂合成工艺及性能.探讨了甲醛/尿素(F/U)最终摩尔比、对氨基酚加入量和尿素分批加入比例对脲醛树脂游离甲醛含量及胶黏剂性能的影响.结果表明:F/U终摩尔比为1.3、对氨基酚加入量为尿素总量的2％、尿素分批加入比例为70∶20∶10得到的脲醛树脂游离甲醛含量降低到了0.485 0％,剪切强度达到了3.65MPa,提高了一倍,而且耐水性也明显提高.     

沙柳刨花板及低毒脲醛树脂胶研究

研究了沙柳材的地造，胶接特性和适用于沙柳刨花板的低毒脲醛树脂。通过试验分析了脲醛树脂胶中尿素与甲醛的摩尔比与树脂性能的关系；浓缩处理与树脂中游离甲醛含量的关系。最后研究了抄柳刨花扳的制板工艺、特点和技术改进措施、分析了施胶量与板材性能的关系。     

绿色人造板关键技术的一点思考(续)

5.降低甲醛释放量的措施 5.1改进胶粘剂合成工艺 采用2次或3次添加尿素的合成工艺可以减少胶粘剂中游离甲醛的含量.当总摩尔比F/U为1.20,尿素分三批(70%,25%和5%)加入,可制得游离甲醛含量为0.4%的低毒UF.降低F/U比,分批加尿素的本质是运用化学平衡的原理,依靠增大反应物尿素的量,从而提高甲醛的转化率,达到减少胶液中游离甲醛的含量.由于脲醛树脂(UF)的结构还未彻底搞清,分子量分布和化学的均匀性可能是造成UF树脂主要特点的重要因子.一般地说,F/U越低,板的胶合强度越低,胶的固化速度下降(特别使用NH4Cl作固化剂),树脂的贮存稳定性较差.因此,靠降低F/U来降低甲醛释放量是有限度的.     

填加尿素对脲醛树脂胶的影响

绪言胶合板生产大量使用脲醛树脂胶。但在制备脲醛树脂胶的过程中,必须考虑制造的困难和胶液的稳定性。因而通常把尿素与甲醛的克分子比,控制在1:2.0左右。根据过去所发表的报告,若采用高克分子比反应时,树脂的游离甲醛就多。同时由于存在-CO-、-CH_2OH等亲水性基团,使胶合板的湿状胶合强度下降,这也是造成脲醛树脂老化的原因。另外,树脂的游离甲醛含量高,制成的胶合板有较大的甲醛味,     

基于UFC-木质素磺酸钠改性脲醛树脂的合成与表征

脲醛预缩液(UFC)与尿素合成脲醛树脂(UFC/U),在合成工艺"t_1(碱性)—t_2(酸性)—t_3(碱性)"三个时刻添加木质素磺酸钠(SL)得到改性脲醛树脂(SLUF),借助非等温差示扫描量热分析法(DSC)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对树脂进行研究。结果表明:1) SLUF_(1-10)树脂综合性能较优,游离甲醛和羟甲基含量分别为0.17%、4.04%,贮存期为40 d(25℃),湿强度为1.10 MPa,高于国家II类胶合板湿强度;2) SLUF_(1-10)树脂中木质素磺酸钠参与了UFC/U的树脂化反应,且SLUF_(1-10)(加NH_4Cl)树脂易形成交联结构而固化;3)UFC/U树脂羟甲基化更完全,亚甲基醚键增多;SLUF_(1-10)羟甲基含量和亚甲基醚键减少。     

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。     

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。     

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。     

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。     

高支化聚脲对脲醛树脂胶黏剂耐水性能和甲醛释放量的影响

引入高分子量、高支化度以及端基为尿素的高支化聚脲(HBPU)用于低摩尔比脲醛树脂(UF)改性,利用HBPU与游离甲醛的反应以及与UF组分的共缩聚反应实现树脂耐水性能的提升和人造板甲醛释放量的降低,有效平衡胶合性能和甲醛释放量之间的矛盾。在无溶剂、无催化剂条件下,通过尿素(U)与三(2-氨基乙基)胺(TAEA)的脱氨缩合反应,一步合成了具有尿素端基的HBPU,并对HBPU的分子量分布和结构进行了表征。使用HBPU水溶液,采用UF合成反应后期加入和共混2种方法对UF进行改性,通过胶合板性能测试以及甲醛释放量测定,考察了HBPU添加量和添加方式的影响。凝胶渗透色谱和碳-13核磁共振分析表明,通过本研究的合成方法可以获得具有高分子量、高支化度、尿素为端基且水溶性良好的HBPU,并且随着U与TAEA摩尔比的提高,更多尿素封端产物形成。电喷雾电离质谱对改性树脂的分析结果表明,HBPU不仅与UF中的一部分游离甲醛发生羟甲基化反应,同时与UF组分反应生成了部分共缩聚产物。胶合板性能测试结果表明,共混以及反应后期加入HBPU两种方式得到的改性树脂耐水性能均显著提升。同时,使用添加5%HBPU改性树脂制备的胶合板甲醛释放量较未改性树脂制备胶合板降低41%。HBPU改性同步实现胶合性能的提升和甲醛释放量降低的主要原因在于HBPU在提高树脂支化程度的同时,还起到捕捉游离甲醛的作用。解决UF胶合性能和人造板甲醛释放量之间矛盾的关键在于提升树脂的支化程度,同时降低树脂中游离甲醛的含量,而引入高分子量、高支化度、具有类似尿素反应活性的聚合物是同步实现胶合性能提升和甲醛释放量降低的有效途径。     

低甲醛释放量脲醛树脂的制备与性能研究

讨论了可用于制备低甲醛释放刨花板与胶合板的脲醛（UF）树脂制备参数，该UF树脂制备经过4个pH值（1.5,9.0,4.5,8.0)阶段，最后阶段加入尿素的量对UF树脂游离甲醛的含量有着重要的影响。在弱酸阶段随着甲醛与尿素摩尔比和pH值的下降，通过亚甲基键连接的尿素和高分子质量树脂含量增加，而通过亚甲基醚键连接的尿素的含量下降；在碱性条件下甲醛与尿素摩尔比相同的树脂，较高的pH值可以降低游离甲醛的含量和释放量，当添加2%-5%的胶粘剂时，可提高低摩尔比的UF树脂对木材的胶合性能当甲醛与尿素摩尔比达到1：1时，刨花板与胶合板的甲醛释放量可达E1级标准要求。     

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。     

一种脲醛树脂胶粘剂的设计

鉴于对文献的分析和实验验证,本文提出一种脲醛树脂胶粘剂的设计原则。即:1)脲醛树脂最终摩尔比应取1.40～1.20:1,这样可以使制成的板材具有足够的胶接强度;2)为了使人造板的甲醛释放量达到10mg/100g(穿孔法)以下,树脂中的游离尿素应在10%以上;3)在脲醛树脂的分子中引入尿素的环状衍生物,如三嗪环或Uron。环状化合物含量最好在10%左右。按此原则合成了三种树脂,在试验室按标准刨花板和中密度纤维板工艺制成板材,其甲醛释放量在10mg/100g左右,板材物理力学性能均超过国家标准和企业标准。