高替代率竹焦油酚醛树脂的合成工艺研究

竹焦油是竹炭产业的副产物之一,富含酚类物质,可部分替代昂贵苯酚合成竹焦油酚醛树脂(BPF)。以n(苯酚)/n(甲醛)、竹焦油替代率、n(NaOH)/n(苯酚)和反应时间为试验因素,以BPF的黏度和游离酚含量、相应胶合板的胶接强度和甲醛释放量为考核指标,采用正交试验法优选合成高替代率环保型BPF的最佳工艺条件。结果表明:当n(苯酚)/n(甲醛)=2.0、竹焦油替代率为50%、n(NaOH)/n(苯酚)=0.35和反应时间为60 min时,由BPF胶粘剂压制而成的胶合板,其胶接强度和甲醛释放量分别达到GB/T 9846.3—2004标准中Ⅰ类胶合板和E0级的指标要求。     

乙二醛制备单宁基胶粘剂的研究

以栲胶为原料、非挥发性无毒乙二醛为固化剂和PF(酚醛树脂)为键桥增长剂,制备了单宁基胶粘剂,并考察了乙二醛掺量对单宁基胶粘剂适用期、耐沸水胶接强度等影响。研究结果表明:乙二醛或甲醛(F)作为单宁基胶粘剂的固化剂,前者的环保性优于后者;当w(乙二醛)=10.0%(相对于单宁质量而言)时,制备的单宁基胶粘剂具有相对最大的耐沸水胶接强度;以乙二醛或F为固化剂制备的单宁基胶粘剂,前者的耐沸水胶接强度虽低于后者,但仍满足GB/T 9846.3—2004标准中Ⅰ类胶合板的指标要求,并且前者的施胶性能和适用期明显优于后者。     

丙二酸二乙酯改性酚醛树脂胶粘剂的制备与性能研究

以甲醛和苯酚为主要原料、丙二酸二乙酯为改性剂,制备碱催化水溶性酚醛树脂(PF)胶粘剂;采用DMA(动态力学分析)法、DSC(差示扫描量热)法、FT-IR(红外光谱)法和TGA(热失重分析)法等对改性PF的性能进行了表征。结果表明:适量改性剂的引入,能有效提高改性PF胶粘剂的韧性,但其固化温度和胶合板的胶接强度下降;当w(改性剂)=0.015%(相对于苯酚质量而言)时,改性体系的固化温度下降了4℃,相应胶合板的胶接强度(>0.80 MPa)仍满足GB/T 9846—2004标准中I类胶合板的指标要求。     

高频固化型E_0级脲醛树脂胶粘剂的应用与研究

采用工业化合成的E0级脲醛树脂(UF)胶粘剂,考察了几种单组分固化剂和双组分固化剂的固化时间,优选出最佳复配固化剂及其配比。通过比较不同热压温度时胶合板的湿胶接强度和甲醛释放量,优选出高频压机压制的多层杨木胶合板的适宜热压温度。结果表明:在复配固化剂中,当w(过硫酸铵)=4%、w(过硫酸钾)=0.4%时,固化时间最短;当热压温度为70～80℃时,胶合板的湿胶接强度达到GB/T9846-2004标准中Ⅱ类胶合板的要求,其甲醛释放量达到GB/T9846-2004标准中E0级要求。     

改性豆基蛋白胶粘剂的制备及应用

以改性异氰酸酯作为交联剂,制备改性豆基蛋白胶粘剂。探讨了交联剂、乳化剂和热压工艺条件等因素对该胶粘剂耐水胶接强度的影响。结果表明:当w(交联剂)=6%、u(乳化剂)=1.5%、热压时间为60 s/mm、热压压力为1.0 MPa和热压温度为120℃时,胶合板的耐水胶接强度为1.21 MPa,完全满足GB/T 9846.3—2004标准中Ⅱ类胶合板的使用要求,并且改性生豆基蛋白胶粘剂的适用期超过60 h。     

E_1级胶合板用改性脲醛树脂胶粘剂的制备方法研究

选用弱酸-弱碱-弱酸-弱碱工艺制备脲醛树脂(UF)胶粘剂,研究了n[甲醛(F)]∶n[尿素(U)]、初始p H、反应温度和三聚氰胺(M)掺量对游离F含量和胶接强度的影响。研究结果表明:当n(F)∶n(U)=1.2∶1.0、起始p H为6.5、反应温度为85℃和w(M)=6%(相对于U总质量而言)时,UF胶粘剂的游离F含量(0.17%)符合国家标准要求(≤0.3%),胶合板的F释放量(1.17 mg/L)达到GB/T 9846.3—2004标准中E1级指标要求(≤1.5 mg/L),胶接强度(从0.46 MPa提高到0.97 MPa)达到了国家标准中II类胶合板的指标要求,耐水性也明显提高。     

弱酸性起始条件合成改性UF胶粘剂的工艺及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)和三聚氰胺(M)作为改性剂,采用正交试验法探讨了最终n[甲醛(F)]∶n[尿素(U)]、M掺量、M的加入方式和PVA掺量对脲醛树脂(UF)胶粘剂游离F含量和胶接强度的影响。研究结果表明:当最终n(F)∶n(U)=1.2∶1.0、在第2批U加入后添加M、w(M)=1%和w(PVA)=1%(均相对于U总质量而言)时,改性UF胶粘剂的游离F含量、胶接强度均满足GB/T 14732—2006标准要求;由上述UF胶粘剂压制而成的Ⅱ类胶合板,其F释放量(为2.89 mg/L)远小于GB/T 9846—2015标准中E2级指标要求。     

对氨基苯酚改性脲醛树脂的合成及其在胶合板中的应用

以对氨基苯酚(PAP)为改性剂,采用弱酸-弱碱-弱酸-弱碱法制备了脲醛树脂(UF),并着重探讨了不同因素对游离F含量和胶接强度的影响。研究结果表明:当第2批U加入后添加PAP、最终n(F)∶n(U)=1.1∶1.0、U分批加入质量比为55∶20∶15∶10、初始p H为5.0、反应温度为90℃和w(PAP)=4%(相对于U总质量而言)时,UF的游离F含量(0.18%)满足GB/T 14732—2006标准中的指标要求(≤0.3%)、胶接强度(1.08 MPa)满足GB/T 9846—2015标准中II类胶合板的指标要求,耐水性明显提高,胶合板的F释放量(1.22 mg/L)满足GB/T 18580—2001标准中E1级指标要求(≤1.5 mg/L)。     

橡胶籽壳/苯酚液化物酚醛树脂的合成及表征

采用液化技术和树脂化技术,制备了橡胶籽壳/苯酚液化物(简称液化物);然后以此为原料,制备了胶合板用液化物PF(酚醛树脂)胶粘剂,并采用单因素试验法和正交试验法优选出制备液化物PF的最佳工艺条件。研究结果表明:当反应温度为90℃、n(甲醛)∶n(液化物)=2.0∶1.0、反应时间为2.0 h和n(氢氧化钠):n(液化物)=0.7∶1.0时,由液化物PF胶粘剂压制而成的胶合板,其湿态胶接强度(为1.36 MPa)相对最大,并且达到GB/T 9846—2004标准中I类胶合板的指标要求;液化物PF与纯PF的结构基本相似,但前者的固化温度略高于后者、热稳定性低于后者。     

落叶松生物油改性脲醛树脂胶粘剂的制备与性能研究

以自制落叶松热解生物油为原料,采用萃取法制备富酚油;然后以此作为UF(脲醛树脂)的改性剂,考察了富酚油含量对改性UF胶粘剂性能的影响。结果表明:富酚油组分复杂,其中酚类物质含量为53.87%;当w(富酚油)=10%(相对于尿素质量而言)时,改性UF胶粘剂的综合性能较好,由其压制而成的3层杨木胶合板的胶接强度(1.23 MPa)和甲醛释放量(1.05 mg/L)均优于未改性UF胶粘剂。     

含木质素的发酵残渣在脲醛树脂中的应用研究

对秸秆发酵乙醇残渣进行磺甲基化改性,可有效提高残渣中改性木质素的反应活性;然后将磺甲基化改性发酵残渣用于脲醛树脂(UF)胶粘剂配方中,制备木材用改性UF胶粘剂。结果表明:当m(发酵残渣)∶m(甲醛)=10∶1、m(发酵残渣)∶m(亚硫酸钠)=5∶1和磺甲基化改性发酵残渣替代率为20%时,相应胶合板的各项性能都达到GB/T 14074—2006标准中的指标要求,其水煮3 h后的胶合强度≥0.7 MPa;该改性UF胶粘剂具有制备工艺简单、游离甲醛含量较低等优点,其应用前景良好。     

水相中合成木质素环氧树脂及其在木材胶黏剂中的应用

以木质素为原料,在水相中合成一种适用于木材胶黏剂的木质素环氧树脂。为了考察木质素环氧化反应条件对木质素环氧树脂的羟基和环氧基的影响,以及对胶合板的胶合强度的影响,采用FT-IR和31PNMR对木质素环氧树脂结构进行表征,并用TG和DTG对木质素环氧树脂的热稳定性进行分析。结果表明,环氧化反应主要发生在酚羟基上,在反应过程中,相比环氧氯丙烷,NaOH的加入量对木质素环氧树脂结构和胶合板的胶合强度影响更大。随NaOH加入量增加,木质素环氧树脂中环氧基团逐渐增多,胶合板的胶合强度呈现先升高、后降低的趋势。当木质素的羟基与NaOH摩尔比为1:1时,由木质素环氧树脂制得的胶合板胶合强度达到最大,湿强度达1.61 MPa,超过国家标准II类板的要求(≥0.7 MPa)。采用扫描电镜研究了黏接机理,发现环氧化程度提高时,固化后的木质素环氧树脂的结构更加稳定且致密,导致胶合板的胶合强度也提高。但过高的环氧化程度会增大胶黏剂的粒径,导致胶黏剂与木板不能形成更好的机械互锁结构,从而降低胶合板的胶合强度。还进一步简化了木质素环氧树脂木材胶黏剂的合成工艺,使环氧化反应后的体系无需处理即可直接应用于木材胶黏剂,减少了胶合板生产工艺流程。此外,经过30天的储存期,胶黏剂黏合强度没有明显下降。通过与商业脲醛树脂木材胶黏剂对比,其黏接强度可以达到商业脲醛树脂的水平。     

落叶松生物油/酚醛树脂胶粘剂制备刨花板的工艺研究

以生物油替代45%苯酚(质量分数)制备生物油/酚醛树脂(PF)胶粘剂,并以此作为制备刨花板用胶粘剂。以热压温度、热压时间、刨花含水率以及施胶量为试验因素,静曲强度、内结合强度和甲醛释放量为评价指标,采用正交试验法优选出制备刨花板的最佳工艺参数。结果表明:制备刨花板的最佳工艺参数为热压温度180℃、热压时间8min、含水率12%和施胶量10%;在此工艺条件下制备的刨花板,其强度满足GB/T4897-2003标准要求、甲醛释放量达到GB/T18580-2001标准中E0级要求。     

竹焦油替代苯酚合成酚醛树脂胶黏剂的研究

研究了用竹焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶黏剂,并对其性能进行分析。实验结果表明,竹焦油替代量对所合成的酚醛树脂胶黏度和胶合强度特性影响较大,当竹焦油添加量为 30g,即替代量达到 12.5% 时,制备的酚醛树脂胶黏度适中,游离甲醛含量低于 0.5%,具备较高的胶合强度,并且胶合强度达到 GB/T 9846-2004对Ⅰ类胶合板的要求。由于竹焦油的加入降低了胶黏剂的成本,其所制得的胶黏剂有良好的应用前景。     

木焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶粘剂的研究

采用简单蒸馏法，获得木焦油中150-250℃的馏分；采用气质联用仪（GC—MS）对此馏分的成分进行了分析，确定了37种化合物，其中酚类化合物的相对含量为40％，占总体木焦油的11％以上、用木焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶粘剂，同时采用一次投甲醛法，对焦油替代量、反应温度、反应时间、催化剂含量等工艺参数进行了正交化试验，确定了最佳工艺条件？制得的酚醛胶的性能符合GB／T14074—2006的要求，胶合强度高达308MPa。采用木焦油的部分替代苯酚，降低了酚醛树脂胶粘剂的成本，也为木焦油的利用提供了一条途径，因此具有良好的工业前景与环境效益     

基于膨润土的脲醛树脂填料的开发与性能研究

比较了面粉、膨润土及其用量对脲醛(UF)树脂胶粘剂的pH值、固含量、固化时间和胶合强度的影响,探讨了膨润土用作胶粘剂填料的可行性。研究结果表明:随着膨润土用量的增加,UF树脂胶粘剂的pH值、固化时间和固含量呈递增趋势,游离甲醛含量明显下降;随着面粉用量的增加,UF树脂胶粘剂的固含量和固化时间呈递增趋势(但增幅比膨润土体系小),pH值有所降低;用添加膨润土的UF树脂胶粘剂生产的胶合板,当w(膨润土)≤20%、施胶量为280～300 g/m2时,胶合板的湿态胶合强度(1.69 MPa)比面粉体系(1.53 MPa)和纯UF树脂胶粘剂体系(1.09 MPa)的高,其湿态胶合强度能达到GB 9 846-1988的标准,而干态胶合强度则远高于GB 9 846-1988标准。     

稻草焦油替代苯酚合成酚醛树脂胶黏剂的研究

用稻草焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶黏剂,并对其性能进行了分析。实验结果表明,稻草焦油替代量对所合成的酚醛树脂胶黏度和胶合强度特性影响较大,当稻草焦油添加量为25g,即替代量达到19．2％时,制备的酚醛树脂胶黏度适中,游离甲醛质量分数低于0．5％,具备较高的胶合强度,并且胶合强度达到GB／T9846—2004对Ⅰ类胶合板的要求。由于稻草焦油的加入降低了胶黏剂的成本,其所制得的胶黏剂有良好的应用前景。