环保型淀粉化学改性胶粘剂的研究进展

众所周知,淀粉是一种高分子化合物,可在多种来源中以低成本获取且易天然分解,淀粉改性是扩大淀粉工业化生产的主要途径。在木材领域,淀粉基木材胶粘剂因为其低碳低甲醛环保的特性,受到越来越多的关注,但在使用过程中,淀粉基木材胶粘剂耐水性较差,力学性能不足以达到工业使用标准,需要进行物理化学改性,其中化学改性淀粉是提高胶粘剂耐水性的一个重要手段。文章从氧化交联枝接改性3个方面分析近年来在化学改性研究中取得的重要进展,并加以展望。     

木材用改性淀粉胶粘剂的研究进展

综述了木材用改性淀粉胶粘剂的研究进展,并对其今后的发展作了展望。木材用改性淀粉胶粘剂是由天然淀粉通过各种形式的变性处理,并添加一定量的助剂制备而成的,该胶粘剂克服了原淀粉胶粘剂粘接强度低、耐湿性差、初粘力小和干燥速率慢等缺点,具有环保、成本低、性能好且适合工业化生产等诸多优点。     

淀粉胶粘剂的研究和应用进展

介绍了淀粉胶粘剂的生产工艺、使用局限及其在木材工业中的应用,详述了淀粉化学改性(酯化改性、交联改性和接枝改性)和物理改性(湿热处理法、超声波处理法、球磨法和γ射线辐射法)的研究进展。最后提出了淀粉胶粘剂在胶接强度、耐水性和储存稳定性等方面存在的问题及相应的对策,并对其在木材加工领域中的应用进行了展望。     

乳化剂十六烷基三甲基溴化铵对木材用淀粉胶粘剂使用性能的影响

研究了乳化剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的添加对木材用淀粉胶粘剂粘接性能、粘度、流动性、贮藏稳定性的影响,并对其作用机理进行了初步探讨。实验结果表明,CTAB的添加会导致木材用淀粉胶粘剂压缩剪切强度的小幅下降,但可以降低淀粉胶粘剂的粘度,明显改善玉米淀粉胶粘剂的流动性,提高淀粉胶粘剂的贮藏稳定性;CTAB添加量以占淀粉干基质量1.5%为宜,其所改性的木材用淀粉胶粘剂具有良好的使用性能。差示扫描量热仪（DSC）和扫描电子显微镜（SEM）分析可知CTAB的作用机理可能是阻碍了淀粉分子的聚集,从而抑制了淀粉的短期回生和长期回生。     

乳化剂十六烷基三甲基溴化铵对木材用淀粉胶粘剂使用性能的影响

研究了乳化剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的添加对木材用淀粉胶粘剂粘接性能、黏度、流动性、贮藏稳定性的影响,并对其作用机理进行了初步探讨。结果表明,CTAB的添加会导致木材用淀粉胶粘剂压缩剪切强度的小幅下降,但可以降低淀粉胶粘剂的黏度,明显改善玉米淀粉胶粘剂的流动性,提高淀粉胶粘剂的贮藏稳定性;CTAB添加量以占淀粉干基质量1.5%为宜,其所改性的木材用淀粉胶粘剂具有良好的使用性能。差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)分析可知,CTAB的作用机理可能是阻碍了淀粉分子的聚集,从而抑制了淀粉的短期回生和长期回生。     

EVA—淀粉改性脲醛树脂胶粘剂

本文介绍了用淀粉改性脲醛树脂的原理及方法,并用 EVA 作淀粉改性脲醛树脂的防老剂制得混合胶粘剂,测定了高含水量的木材的粘接强度。     

木材用玉米淀粉基胶粘剂的制备

以氧化玉米淀粉为主要原料,采用环氧氯丙烷为交联剂,通过交联改性的手段,制备淀粉基木材胶粘剂。研究了环氧氯丙烷用量、反应温度、反应时间及pH值对产品性能的影响。研究结果表明,环氧氯丙烷的用量占物料总质量的4.0%,于50℃反应4 h,反应体系的pH值为10时制备出的木材胶粘剂综合性能较好,耐水性得到显著改善。     

纳米材料改性木材胶粘剂的研究进展

简述了利用纳米材料和纳米技术改性木材胶粘剂,从而制得了性能优异的新型木材胶粘剂;总结了木材胶粘剂改性用纳米材料的种类及改性方法[如CNF(纳米纤维素)改性木材胶粘剂、纳米黏土改性木材胶粘剂等]的研究进展。最后对纳米材料与纳米技术改性木材胶粘剂的发展方向进行了展望。     

改性聚乙烯醇/淀粉无醛胶粘剂的研究

介绍了一种不含甲醛、环保的聚乙烯醇/淀粉胶粘剂的合成方法,探讨了改性机理,并对聚乙烯醇淀粉的配比、次氯酸钠用量、过硫酸钾用量等影响胶粘剂性能的因素进行了讨论。该胶粘剂可代替酚醛胶粘剂作为木材、胶合板用胶粘剂。     

淀粉胶粘剂的化学改性与应用研究进展

淀粉胶粘剂在建筑、包装等领域中的应用范围越来越广泛,采用化学改性法可得到不同性能和用途的改性淀粉胶粘剂。综述了淀粉胶粘剂的不同化学改性方法,主要按照氧化、酯化和交联等方法进行分类,并且对淀粉胶粘剂在化学改性及应用方面的发展方向进行了展望。     

环保耐水型木材用胶粘剂的研究

以过硫酸铵为引发剂制备低相对分子质量的聚丙烯酰胺,以次氯酸钠(NaClO)为氧化剂对淀粉进行氧化处理,然后将两者进行缩合反应得到聚丙烯酰胺接枝淀粉胶粘剂的主剂;最后以2-甲基氮丙啶为交联剂制备了环保耐水型木材用胶粘剂。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)法和X射线衍射(XRD)法对中间体和胶粘剂进行了表征。实验结果表明,当w(交联剂)=3%(为淀粉胶主剂干胶的质量分数)、交联时间为3 h和w(丙烯酰胺)=7.5%(相对于淀粉的质量分数)时,制得胶粘剂的胶合强度达到5.30 MPa,耐水时间达33 h。     

改性淀粉基木材用环保胶粘剂的合成研究

对淀粉进行糊化、氧化处理后,与聚乙烯醇(PVA)接枝反应制得胶粘剂主剂,然后分别以三聚氰胺甲醛树脂(MF)、聚氨酯(PU)预聚体作为胶粘剂主剂的改性剂,制得了木材用胶粘剂。探讨了各种原料的用量、反应条件及改性剂种类等对胶粘剂性能的影响。结果表明:胶粘剂适宜的制备工艺条件为淀粉8.0g,PVA12.0g,蒸馏水100mL,氧化剂(次氯酸钠)0.16g,引发剂(过硫酸钾)0.14g,乳化剂OP-10和十二烷基苯磺酸钠(SDS)各1.0g,改性剂12.0g;淀粉糊化温度85℃,pH值9～10,淀粉预糊化时间20min;氧化时间30min,接枝反应温度95℃,pH值2～3,接枝反应时间20min;改性反应温度60℃,pH值6～7,改性反应时间1.5h。由该胶粘剂压制的层压板,其粘接强度(1.00～1.25MPa)和甲醛释放量(≤0.5mg/L)等指标符合GB/T5849-2006标准要求。     

Preparation and properties of isocyanate prepolymer/corn starch adhesive

Utilizing corn starch as a main raw material to prepare starch adhesive, polyvinyl alcohol, borax, and carboxymethyl cellulose (CMC) were added in the preparation process. Because of the poor water resistance of native starch adhesive, an isocyanate prepolymer as a cross-linking agent was synthesized and added to improve its water resistance. Three-layer wood panels were fabricated and bonding strength was measured. The differential scanning calorimeter (DSC), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were used to characterize the thermal properties, morphology, and element content of samples. Effects of R value (the molar ratio of isocyanate group to hydroxyl group) and CMC addition on the physicochemical properties of starch adhesive were investigated. Thermal analysis results showed prepolymer/starch adhesive (PSA) cured at a relatively low temperature and thermal stability was improved after prepolymer added. SEM, XPS, and EDX results revealed that prepolymer played an effective role in bonding process, and the penetration of adhesive occurred in the wood, resulting in the improvement of bonding strength.     

淀粉基木材胶黏剂的制备与性能

以玉米淀粉为接枝骨架,过硫酸铵为引发剂,与接枝单体乙酸乙烯酯-丙烯酸丁酯进行接枝共聚反应,制取淀粉基木材胶黏剂。对得到的淀粉接枝共聚物进行了表征分析及性能研究。IR谱图表明,样品除了保持淀粉的特征吸收峰外,在1730—1740cm。之间出现了羰基特征吸收峰。X-粉末衍射图表明,样品多为弥散峰,证明淀粉接枝共聚物基本为少量结晶态与无定形态共存的结构。TG、DTA曲线证实了接枝共聚反应的发生,且淀粉接枝共聚物的热稳定性优于纯玉米淀粉。性能测试结果表明,制备的胶黏剂具有较好的高温稳定性、粘接性,各项指标已达到了国家标准HG／T2727—95中聚乙酸乙烯酯木材胶黏剂的性能指标,特别是压缩剪切干强度远远超过了国家标准。     

Ⅰ型淀粉基API木材胶粘剂的研究

利用复合变性玉米淀粉制备了Ⅰ型淀粉基水性高分子异氰酸酯(API)胶粘剂。以复合变性淀粉乳液、二元酸、聚乙烯醇(PVA)和聚异氰酸酯(PMDI)为主要影响因素,以压缩剪切强度为评价目标,通过正交试验优化出满足JISK6806-1995要求的Ⅰ型淀粉基API胶粘剂的配方,对影响胶粘剂理化性能的因素进行了系统分析。经验证性试验证明,所优化出的最佳配方具有明显的生产可操作性,交联剂PMDI可不经封闭直接使用,完全能满足现有的木材胶合制品的生产工艺要求,其原料成本为同类进口胶粘剂的1/3,具有明显的社会环境效益和经济效益。     

木材用玉米淀粉胶粘剂的改性研究

以玉米淀粉为原料、次氯酸钠为淀粉的氧化剂和过硫酸铵(APS)为聚乙烯醇(PVA)的氧化剂,在碱性条件下将氧化玉米淀粉与氧化PVA进行接枝改性,制备出-种木材用胶粘剂。考察了PVA浓度、纳米蒙脱土(MMT)含量和固含量等对淀粉胶粘剂干、湿态胶接强度的影响。结果表明:当固含量为28.57%、u(PVA)=5%和w(纳米MMT)=2%时,相应淀粉胶粘剂的综合性能相对最好。     

高取代度乙酰淀粉在改性聚醋酸乙烯酯乳液中的应用研究

在改性聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液中添加高取代度乙酰淀粉,研究了乙酰淀粉的取代度和用量对乳液性能的影响,确定了相对较佳的配比方案。然后由改性PVAc乳液、高取代度的乙酰淀粉和助剂等制取一种耐水性好、环保和低成本的水性高分子异氰酸酯(API)胶粘剂的主剂,并以多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)为固化剂,制取API木材胶粘剂。按照GB/T9846-2004标准对单板施胶并压制三层胶合板,则胶合板的湿胶合强度(超过1.7MPa)和甲醛释放量(0.0143mg/L)完全符合GB/T9846-2004标准中的指标要求。