反应条件对GUF树脂合成及动态热机械性能的影响研究

选用乙二醛(G)部分取代甲醛(F)与尿素(U)反应制备乙二醛-尿素-甲醛(GUF)共缩聚树脂,探究不同反应条件对所合成GUF树脂基本性能的影响规律,用动态热机械性能分析方法(DMA)对人造板的热压过程进行模拟和树脂的固化过程进行监测,并以此为依据优化GUF树脂的合成条件,用优化条件下合成的GUF树脂制备胶合板并测定其力学性能及甲醛释放量。结果表明：GUF树脂的较优合成条件为乙二醛与尿素先在pH为4.0~5.0,于70~80 ℃保温反应1 h,乙二醛、尿素、甲醛的物质的量比n_G:n_U:n_F为0.7:1.0:0.7,再加入甲醛于pH为5.0~6.0保温反应2 h;在优化条件下合成的GUF树脂固化后其储存模量达到13 976 MPa,以其胶合的胶合板胶合强度能满足国标GB/T 9846.3—2004对Ⅲ类胶合板干状胶合强度的要求,甲醛释释放量也能满足国标GB/T 9846.3—2004对E0级胶合板的要求,可以直接用于室内并在干燥状态下使用。     

表面光电子能谱（XPS）及其在木材科学与技术领域的应用

表面光电子能谱分析是固体木材及纤维表面化学组成分析最有效及最灵敏的工具之一。本文简要介绍表面光电子能谱的基本原理、分析方法、木材表面化学组成基本特征以及表面光电子能谱在木材科学与技术领域的应用。     

微波等离子体处理木材表面接枝甲基丙烯酸甲酯的研究

本研究通过微波等离子体处理木材表面，实现了木材表面与甲基丙烯酸甲酯（MMA）发生接枝共聚反应，研究了不同的反应条件对微波等离子体引发木材表面接枝MMA效果的影响。结果表明：1）接枝率随等离子体处理时间的增加而呈线性增加，但是当处理时间超过30s，后呈下降的趋势；2）随着接技反应时间的增加接枝率也增加；3）单体浓度较低有利于接枝共聚反应，浓度较高则不利于接枝共聚反应；4）经微波等离子体处理过的木材不但在室温下，甚至在更低的温度（-17℃）下也能与MMA发生接枝共聚反应，而且，接枝率随着反应温度的升高而增大；5）与催化加热法的接枝效果相比，微波等离子体法得到的接枝率更高。     

初始碱酸阶段摩尔比对脲醛树脂结构的影响

分别运用传统工艺及低起始甲醛与尿素的摩尔比( F/U)工艺,并进一步分别在酸性阶段降低反应的F/U摩尔比,进行脲醛树脂的合成。借助13 C￣NMR技术,对不同工艺条件下合成的脲醛树脂的最终结构进行了定量分析,并讨论了各反应阶段的F/U摩尔比对脲醛树脂( UF)最终结构的影响。结果表明：降低碱性阶段起始的F/U摩尔比,可有效地降低最终树脂结构中醚键的含量,其中,对直链型醚键的差异较小, Uron环含量的差异较大。通过在酸性阶段加入尿素,由于尿素中的游离氨基可与体系内的羟甲基发生反应,生成大量的亚甲基桥键,因此,在酸性阶段降低F/U摩尔比可以提高树脂最终结构中亚甲基桥键含量。     

高质量分数甲醛增强冷固型三聚氰胺-尿素-甲醛树脂性能

为探究高质量分数甲醛对共缩聚合成三聚氰胺-尿素-甲醛树脂（MUF）性能的影响,以高质量分数甲醛（50%）为原料合成树脂（MUF-H）,在自制混合固化剂作用下,通过常温（20 ℃左右）冷压制备胶合木,对比了高质量分数甲醛与普通甲醛合成树脂的物理力学性能,并借助动态热机械性能（DMA）,红外光谱（FT-IR）和核磁共振（13C-NMR）等分析手段诠释两者间的差异。结果表明:相对于以普通甲醛制备的MUF树脂,以高质量分数甲醛替制备MUF-H树脂能有效提高树脂的固体含量和黏度,缩短固化时间,胶合木干状剪强度增幅为60%,耐水性能和剥离率测试皆能满足相关国家标准;动态热机械性能测试结果表明:高质量分数甲醛制备MUF-H树脂能大幅度增强树脂的弹性模量;核磁共振分析表明:以高质量分数甲醛合成的MUF-H树脂具有较高含量的三聚氰胺与尿素共缩聚产物亚甲基醚键,说明体系有较高的缩聚程度和交联度。图5表5参15     

大豆蛋白的碱处理研究

选用碱(NaOH)对豆粉进行降解处理,研究了加碱量、十二烷基苯磺酸钠量(SDBS)、固体含量、处理温度和处理时间对大豆蛋白水解度和降解液黏度的影响。研究结果表明,利用NaOH对豆粉进行降解处理的最佳条件为:NaOH加入量7%(占豆粉的质量分数),处理时间3 h,处理温度90℃,SDBS加入量1%,固体含量30%。此条件下制备的豆胶黏度1.5 Pa.s,水解度达45%。     

稳定剂对大豆蛋白基胶黏剂性能的影响

本研究首先选用NaOH对大豆蛋白进行降解处理,研究了降解处理条件对降解产物黏度和甲醛反应能力的影响。在NaOH降解大豆蛋白基础之上,再选用甲醛、乙二醛、戊二醛稳定降解的大豆蛋白液,并制备刨花板,同时对刨花板相关性能进行研究。研究结果表明：（1）大豆蛋白最佳降解工艺为加碱量9％,处理温度90℃,处理时间3 h。（2）甲醛、乙二醛、戊二醛都能显著提高豆胶的储存稳定性,甲醛稳定蛋白液效率高,固化反应活化能低,刨花板内结合强度最高,考虑到甲醛稳定剂的毒性,应尽量减少使用;乙二醛稳定蛋白液效率高,固化反应活化能高,刨花板内结合强度最低,所以不适合做蛋白质降解液的稳定剂;戊二醛稳定蛋白液效率不高,固化反应活化能低,刨花板内结合强度基本达标,适合做蛋白质降解液的稳定剂,刨花板的性能可以通过改进后期的稳定工艺或优选交联剂加以改性。     

微波等离子体处理对柚木表面润湿性的影响

改善木材表面润湿性可显著提高其胶合性能,进而提高木质复合材料的物理力学性能。采用微波等离子体对柚木木材进行了表面处理,通过测量微波等离子体处理前后的液体接触角及计算表面自由能来评价表面润湿性改善的效果。试验结果表明:试件距反应腔120mm时处理效果略好于试件距反应腔80mm时的效果,短时间微波等离子处理即可降低柚木表面接触角,提高表面自由能。反应距离为120mm,由水作为试液所测的接触角降幅最高可达74%。     

不同合成工艺下酚醛树脂性能比较

在粘度相近,最终摩尔比相同的条件下,采用不同的工艺合成酚醛树脂,并对酚醛树脂的性能进行了分析比较。结果表明由热塑性树脂制备的酚醛树脂的游离醛和游离酚降低,固化时间增加,胶合强度降低;混合树脂的游离醛和游离酚明显增加,固化时间减少,胶合强度增加。     

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（13 C-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％。13 C-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。