乙二醛-尿素树脂的合成、结构与性能研究

选用无毒、低挥发的乙二醛替代甲醛与尿素合成了乙二醛-尿素(GU)树脂,并对GU树脂的结构进行了表征;在此基础上,对GU树脂应用于刨花板的性能进行了研究。结果表明:GU树脂中含有共轭结构、大量胺基(—NH)和羟基(—OH)活性基团、不同取代结构的—CHOH和羰基(C=O),并不存在亚甲基(—CH2—)结构;GU树脂的相对分子质量分布较宽,并且主要以加成产物和低聚物为主;GU树脂与聚二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)混合且当m(PMDI)∶m(GU)=5∶95时,制备的刨花板满足GB/T 4897.2—2003标准要求。     

环保型蔗糖／尿素树脂在芦苇纤维板中的应用*

为了开发环保型芦苇纤维板,采用蔗糖代替甲醛与尿素在酸性条件下合成了环保型蔗糖/尿素树脂,然后将该环保型树脂与芦苇纤维复合制备了芦苇纤维板,考察了蔗糖/尿素物质的量之比、反应温度、反应时间、催化剂种类及催化剂用量对合成的树脂及制备的芦苇纤维板性能的影响。结果表明,当蔗糖、尿素与催化剂浓盐酸的物质的量之比为5∶1∶0.5、反应时间为3 h、反应温度为75℃时,合成的树脂黏度为1440 mPa · s,固含量为76.25%,制备的芦苇纤维板的性能达到最好,其静曲强度、弹性模量、含水率及吸水厚度膨胀率分别为30.08 MPa,7.43 GPa,11.23%,21.36%,达到国家标准GB/T 11718-2009的要求。     

乙二醛-尿素-甲醛共缩聚树脂的结构与性能研究

以G(乙二醛)取代部分F(甲醛),合成了GUF[乙二醛-U(尿素)-甲醛共缩聚树脂];然后以此作为胶粘剂基体,制备了相应的GUF胶合板。着重探讨了原料配比对GUF黏度和固含量的影响,并对GUF的结构、相对分子质量及其分布进行了表征,同时对GUF胶合板的热压过程、固化性能、力学性能和F释放量等进行了测定。研究结果表明:合成GUF的最佳原料配比是n(G)∶n(U)∶n(F)=0.7∶1.0∶0.7,此时相应GUF胶合板的F释放量和力学性能均满足GB/T 9846.3—2004标准中的指标要求,并且该胶合板可在干燥状态下直接用于室内装修。     

三聚氰胺-乙二醛-甲醛共缩聚树脂合成研究

以三聚氰胺、甲醛和乙二醛为原料,在碱性条件下成功合成了均一透明的三聚氰胺-乙二醛-甲醛共缩聚树脂(MGF),并将MGF胶粘剂用于刨花板的制备。以红外光谱(FT-IR)法、差示扫描量热(DSC)法和核磁共振(13C-NMR)法等为测试手段对MGF的结构和性能进行了表征和测定,并采用正交试验法优选出合成MGF的最佳工艺条件。结果表明:当n(甲醛)∶n(三聚氰胺)∶n(乙二醛)=2.2∶1∶0.4、反应温度为75℃和pH=9.0时,MGF的综合性能相对最好,并且其室温储存期超过30 d。     

环保型果糖/尿素树脂的合成及应用

为了降低传统脲醛树脂中甲醛的危害,采用了果糖代替甲醛与尿素合成了环保型果糖/尿素树脂,并用合成出的树脂与芦苇纤维复合制备了芦苇纤维板,考察了树脂合成过程中果糖/尿素物质的量之比、反应温度、反应时间、催化剂种类等工艺参数对树脂及芦苇纤维板性能的影响,得到了果糖/尿素树脂的最佳合成工艺,即果糖/尿素/催化剂盐酸的物质的量之比为2.5/1/0.13、反应温度为91℃、反应时间为3 h。在此最佳合成工艺下合成的树脂固含量为65.57%、黏度为73 m Pa·s,由此树脂制备的芦苇纤维板的静曲强度为26.19 MPa,弹性模量为6.13 GPa,完全满足国家标准GB/T 11718–2009的要求。     

乙二醛硝酸氧化制备尿囊素正交实验研究

研究了以乙二醛、硝酸和尿素为原料经氧化反应和缩合反应合成尿囊素的方法,考察了反应物配比、反应温度、时间等因素对尿囊素产率的影响,确定了氧化反应最佳工艺条件∶n(乙二醛)∶n(硝酸)=1∶1.2,第一阶段反应温度55℃,反应时间6 h;第二阶段反应温度75℃左右,反应时间约4.5 h。尿囊素总收率最高可达68.41%(以尿囊素物质的量计)。     

聚异氰酸酯改性乙二醛-尿素树脂的性能研究

用聚异氰酸酯(pMDI)对乙二醛-尿素(GU)树脂进行改性并用于刨花板生产。在对GU树脂的结构及固化性能进行研究的基础上,对pMDI的用量及热压工艺进行了优化。IR谱图表明,GU树脂中含有大量的OH活性基团,具有与pMDI发生反应的结构基础;差热分析表明,该体系的凝胶化温度为106.49℃,固化温度为113.37℃,后处理温度为123.29℃,固化反应表观活化能Ea=158.02kJ/mol,反应级数n=0.98,反应频率因子A=2.09×1021min-1。当pMDI与GU树脂的质量比为15∶85时生产的刨花板能达到国家标准,其适合的热压工艺为:压力2.5 MPa、温度140℃、时间5 min。     

三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂的合成工艺研究

介绍了在温度和pH值等条件不变的情况下,不同的甲醛(F)和尿素(U)配比对合成的脲醛树脂(UF)胶黏剂性能的影响,以及通过用不同质量分数的三聚氰胺(M)对脲醛树脂进行改性以达到合成低游离甲醛胶黏剂的目的。结果表明:随着F与U物质的量比增加,甲醛含量明显提高;随着F与U物质的量比以及三聚氰胺质量分数的增加,甲醛释放量明显降低。当n(F)∶n(U)=1.5、三聚氰胺的加入量为5%时,甲醛含量最低。     

三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂的合成

介绍了在温度和pH值等条件不变的情况下,不同的甲醛(F)和尿素(U)配比对合成的脲醛树脂(UF)胶黏剂性能的影响,以及通过用不同质量分数的三聚氰胺(M)对脲醛树脂进行改性以达到合成低游离甲醛胶黏剂的目的.结果表明:F与U物质的量比升高,甲醛含量明显提高;随着F与U物质的量比以及三聚氰胺质量分数的增加,甲醛释放量明显降低.当n(F)∶n(U)=1.5,三聚氰胺的加入质量分数为5％时,甲醛含量最低.     

苯酚-尿素-乙二醛树脂的合成工艺研究

为从根本上消除木材胶合制品的甲醛释放对环境和人体健康的危害及改善尿素-乙二醛(UG)树脂的性能,选择无毒、低挥发的乙二醛代替甲醛,与尿素、苯酚反应制备苯酚-尿素-乙二醛(PUG)共缩聚树脂木材胶黏剂。研究了在反应的不同阶段加入苯酚以及苯酚的加入量对树脂性能的影响,并通过傅里叶变换红外光谱法(FTIR)对树脂的结构进行了表征。结果表明:在所研究的合成条件下,PUG树脂的pH和状态受苯酚加入量和加入时间的影响不大,苯酚的加入量为尿素总量的10%为宜;树脂中主要含有氮氢(N—H)、氧氢(O—H)、羰基(C=O)、饱和碳氢(C—H)、醚键(C—O—C)及碳氮(C—N)键等主要官能团。     

环保型脲醛树脂胶粘剂的合成

以聚乙烯醇(PVA)、三聚氰胺为改性剂,采用单因素试验法优选出制备低n(甲醛):n(尿素)比例的环保型脲醛树脂(UF)胶粘剂的最佳工艺条件。结果表明:当n(甲醛):n(尿素)=1.14:1、w(三聚氰胺)=19%、w(PVA)=1.7%(相对于尿素质量而言)、反应温度为88～90℃和反应时间为3 h左右时,制成的UF胶粘剂具有良好的综合性能;由该胶粘剂生产的人造板,其甲醛释放量达到E1级标准要求。     

Influence of glyoxal on curing of urea-formaldehyde resins

In the present paper, the effect of glyoxal on the gel formation within the adhesive systems based on urea-formaldehyde (UF) resins is shown. A reduction of formaldehyde content in wood-based panels by decreasing the formaldehyde/urea molar ratio in the UF resins leads to increasing of the UF resin gel time, and impairing the qualitative characteristics of the UF-based wood materials. Glyoxal is shown to speed up the crosslinking of the macromolecules as well as significant reduction of gel time of adhesive composition. The first reason is the result of reaction between glyoxal and ammonium ion leading to protons releasing. Another reason is that glyoxal and its interaction products react with macromolecules of the UF resin forming a three-dimension cross-linked structure. The gel time and the pot life of the UF resin are measured by the oscillatory viscometer. Formation of the UF cross-linked resin structure with glyoxal and a curing catalyst (ammonium sulfate) is studied using dispersion Raman scattering spectroscopy. Particleboards (PB) are produced using different amount of glyoxal and formaldehyde/urea molar ratio in the UF resin. The properties are evaluated according to the European Standards and include density, internal bond, thickness swelling moisture content and formaldehyde content.     

环保型脲醛树脂胶粘剂的制备研究

脲醛树脂是广泛用于木材工业中一种重要的胶粘剂,影响脲醛树脂甲醛含量的因素有多个方面,为寻求合适的工艺条件以提高脲醛树脂胶粘剂的综合性能,通过改变尿素与甲醛的摩尔质量比及控制反应时间等途径优化了环保型脲醛树脂胶粘剂的合成方法.实验结果表明:在U/F=1:2.0,pH达到5～6时反应40分钟,此时的胶粘剂甲醛含量与粘性的综合情况最佳.     

木质素改性脲醛树脂胶粘剂合成工艺及性能研究

以木质素作为改性剂,采用正交试验法探讨了n(甲醛)∶n(尿素)、木质素加入量和木质素加入时间对UF(脲醛树脂)胶粘剂的游离甲醛含量和胶接强度的影响,并优选出制备改性UF胶粘剂的最佳工艺条件。结果表明:当n(F)∶n(U)=1.6∶1、w(木质素)=40%(相对于尿素质量而言)和前期加入木质素时,UF胶粘剂的游离甲醛含量(0.052 8%)满足室内装饰装修材料用胶粘剂中有害物质限量要求(GB 18583—2001)、胶接强度为6.65 MPa且耐水性明显提高。     

低nF/nM三聚氰胺-甲醛低聚物对脲醛树脂性能的影响

采用自制的可溶性三聚氰胺-甲醛低聚物作为脲醛树脂的添加剂,通过DSC及压制胶合板等方法评价该低聚物对脲醛树脂的固化特性、游离甲醛释放量和胶合强度的影响.结果表明,对于nF/nU为1.1的脲醛树脂UF1.随着三聚氰胺-甲醛低聚物加入量的增加,树脂固化活化能和胶合板的甲醛释放量都呈现先降低后增加的趋势,而胶合强度变化趋势不...     

多羟甲基苯酚改性脲醛树脂的研究

脲醛树脂(UF)是木材工业的主要胶种,为了提高UF的胶接性能和耐水性,同时实现低n(甲醛)∶n(尿素)比例UF中尿素的作用,采用自制的多羟甲基苯酚对UF进行改性,并通过胶合板的压制试验和差示扫描量热(DSC)法来研究改性UF的使用性能。结果表明:多羟甲基苯酚加入时间对UF诸多性能产生明显的影响;当质量分数为10%的多羟甲基苯酚在UF合成末期投入时,所得UF的综合性能相对最佳;与未改性UF胶粘剂压制的胶合板相比,由改性UF胶粘剂压制的胶合板具有相对较高的干强度(1.86 MPa)和湿强度(1.82 MPa),其甲醛释放量降低了30.8%。     

低游离甲醛含量脲醛树脂胶粘剂的合成工艺研究

研究了在弱酸-弱碱-弱酸条件下,加入改性剂合成脲醛(UF)树脂胶的工艺过程。实验结果表明,甲醛与尿素的配比[即n(F)/n(U)比值]、体系pH值、尿素的加料方式和改性剂对UF树脂胶中游离甲醛的含量和胶合强度有很大的影响;当n(F)/n(U)=1.06、缩聚反应阶段体系的pH值为4.75～4.80、尿素分3批加入、反应温度为90℃、加入适量的聚乙烯醇(PVA)和三聚氰胺改性剂时,制得的UF树脂胶中游离甲醛的含量不大于0.10%(符合GB/T14 074.16-1993标准中的指标要求)、粘接强度为4.70 MPa且综合性能优良。     

Influence of Ammonium Pentaborate (APB) on the Performance of Urea Formaldehyde (UF) Adhesives for Plywood

Ammonium pentaborate (APB) was used to modify urea formaldehyde (UF) resins, in which the formaldehyde to urea molar ratio was set at 1.80, 1.50, 1.25, and 1.05. Some specific properties, including gel time, free formaldehyde content in UF, bond strength, and formaldehyde emission levels from plywood were evaluated. The result showed that APB increased the gel time length, but also decreased free formaldehyde content and emission levels, which was reduced mostly by 79.0% and 81.4%, respectively. The result of bond strength indicated that APB was proper to modify high F/U molar ratio of UF resin regardless of the loading level, but a recommended loading level should be considered to relevantly lower the F/U molar ratio of UF. The suggested loading level of APB to UF is 8.0% to 6.0%, 6.0%, and 4.0% to UF resin with F/U molar ratio of 1.8, 1.5, and 1.25 separately.     

Effects of formaldehyde to urea mole ratio on thermal curing behavior of urea–formaldehyde resin and properties of particleboard

As a part of abating the formaldehyde emission (FE) of urea–formaldehyde (UF) resin, this study was conducted to investigate the effects of formaldehyde to urea (F/U) mole ratio on thermal curing behavior of UF resins and properties of PB bonded with them. UF resins synthesized at different F/U mole ratios (i.e., 1.6, 1.4, 1.2, and 1.0) were used for the manufacture of PB. Thermal curing behavior of these UF resins was characterized using differential scanning calorimetry (DSC). As the F/U mole ratio decreases, the gel time, onset and peak temperatures, and heat of reaction (ΔH) increased, while the activation energy (E_a) and rate constant (k) were decreased. The amount of free formaldehyde of UF resin and FE of PB prepared decreased in parallel with decreasing the F/U mole ratio. The internal bond strength, thickness swelling, and water absorption of PB was slightly deteriorated with decreasing the F/U mole ratio of UF resins used. These results indicated that as the F/U mole ratio decreased, the FE of PB was greatly reduced at the expense of the reactivity of UF resin and slight deterioration of performance of PB prepared. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 101: 1787–1792, 2006     

环保型高剪切强度脲醛树脂胶黏剂的制备

采用碱-酸-碱合成工艺,分段控制温度,分批加入尿素,加PVA改性,制备脲醛树脂胶黏剂。研究了n(F)/n(U)、反应温度、反应时间和PVA加入量对胶液甲醛含量和试样剪切强度的影响。结果表明:当n(F)/n(U)为1.4:1,反应温度为95℃,反应时间为70min,PVA加入1.0%时,制备的胶黏剂游离甲醛的含量降至0.1%以下,试样的剪切强度可达3.0MPa以上。