三步共聚法制备木质素基酚醛树脂胶粘剂

利用木质素部分替代苯酚,三步共聚制备了木质素基酚醛树脂胶粘剂(LPF),研究了碱浓度、醛酚比、木质素添加量对LPF的粘度、固含量、游离甲醛含量、游离苯酚含量和胶合强度的影响,并采用FT-IR、13C-NMR和TG对LPF官能团结构和热固化特性进行了表征。结果表明:采用三步共聚法分步加入甲醛溶液,更有利于羟甲基化反应和后续的缩聚反应,并且可操作性好。胶粘剂的最优制备工艺为:碱的质量分数15%(以木质素和苯酚总质量为基准);醛、酚物质的量比2.0∶1;木质素添加量为苯酚物质的量分数30%。制得的LPF胶粘剂的粘度为183.2 mPa·s,固体质量分数45.05%,游离甲酵质量分数0.22%,胶合强度0.85 MPa,均达到GB/T 14732—2006要求。木质素的添加还改善了酚醛树脂的热固化特性。     

木焦油改性生物油-酚醛树脂胶粘剂的工艺条件研究

以木焦油作为BOPF(生物油-酚醛树脂)的改性剂,制备BTPF(木焦油改性生物油-酚醛树脂)胶粘剂,并用于胶合板的制备。以木焦油加入量、催化剂(NaOH)含量和反应时间作为试验因素,以胶接强度、黏度和凝胶时间作为评价指标,采用正交试验法优选出制备BTPF胶粘剂的最佳工艺条件。结果表明:当w(木焦油)=15%、w(NaOH)=4%和反应时间为40 min时,BTPF胶粘剂的综合性能相对最好,并且完全满足GB/T 14732-2006标准中的指标要求,相应胶合板的胶接强度(1.54 MPa)和甲醛释放量(0.25 mg/L)达到了GB/T 18580—2001标准中的Eo级指标要求。     

尿素和MgO改性木质素基酚醛树脂研究

以尿素和纳米氧化镁(MgO)为改性剂,利用木质素部分替代苯酚,三步共聚制备了木质素基酚醛树脂胶粘剂,系统考察了尿素添加量、MgO添加量、木质素添加量等过程参数对木质素基酚醛树脂胶粘剂的密度、黏度、固含量和游离甲醛含量的影响,并采用FTIR和DSC对木质素基酚醛树脂胶粘剂官能团结构和热固化特性进行表征。结果表明,在尿素和MgO协同催化作用下,木质素添加量可以提高到45%,并且热固化性能显著提高。     

木质素用于制备人造板胶粘剂的研究

分别采用硫酸、硝酸和盐酸从造纸黑液中提取木质素为原料,替代部分苯酚,制备木质素酚醛树脂,并测定其固含量、动力黏度(40℃)、游离甲醛含量和胶合强度等性能;考查了木质素掺入量、催化剂加入量和酚醛物质的量比对木质素酚醛树脂性能的影响.结果表明,当上述3种木质素掺入量为20%时,获得的胶粘剂性能均较好;以掺入20%硝酸木质素为例,当催化剂加入量为0.6%、酚与醛物质的量比为1:1.5时,得到性能较好的胶粘剂.用木质素替代部分苯酚,不仅可以降低生产成本,而且更环保.     

棉秆焦油替代苯酚合成酚醛树脂胶粘剂的研究

采用气/质联用仪(GC/MS)对棉秆焦油的成分进行了分析,确定了62种化合物,其中酚类化合物的相对含量为25.755%。用棉秆焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂(PF)胶粘剂,并对其性能进行了研究。实验结果表明,棉秆焦油替代量对所合成的PF胶粘剂的粘度和胶合强度等性能影响较大;当m(棉秆焦油)=25g(即苯酚替代量达到19.2%)时,所制得的PF胶粘剂的粘度适中、w(游离甲醛)<0.5%,具有较高的胶合强度,并且胶合强度达到GB/T9846-2004标准中对Ⅰ类胶合板的要求。由于棉秆焦油的加入降低了PF胶粘剂的成本,因此,该PF胶粘剂具有良好的应用前景。     

苯酚处理液体木质素改性酚醛树脂胶粘剂的制备及性能表征

在碱性条件下,液体木质素先经苯酚处理后替代部分苯酚对酚醛树脂进行改性,制备得到液体木质素改性酚醛树脂(LPF)胶粘剂。考察了催化剂用量(苯酚处理木质素时氢氧化钠用量)、苯酚与甲醛(P/F)的物质的量之比、聚合温度、聚合时间对LPF胶粘剂性能的影响。研究结果表明:当催化剂用量3%、n(苯酚)∶n(甲醛)=1∶1.975、聚合温度90℃、聚合时间50 min时,所制备的LPF胶粘剂的干湿胶合强度分别为3.15、1.46 MPa,较未经改性的PF胶粘剂分别提高了17.5%、8.1%,游离苯酚的含量降低至0.62%;LPF胶粘剂的游离甲醛含量为0.22%,固体含量为52.8%,黏度为125 mPa·s。红外分析结果表明,苯酚处理后的木质素可以代替苯酚与甲醛发生反应生成新的物质,该物质有可能与PF胶粘剂发生接枝共聚产生新的醚键桥接,由此也说明在制备LPF胶粘剂过程中木质素发生了化学反应。     

造纸废液改性酚醛树脂胶粘剂的研究

木质素是造纸工业废液中的主要成分,具有与酚醛树脂相似的结构,因此可以部分替代苯酚用于酚醛树脂的生产。采用造纸废液替代部分苯酚制备改性酚醛树脂胶粘剂,并将该胶粘剂用于全桦三层胶合板的压制。在改性胶粘剂合成过程中,采用二次缩聚法、强碱性催化剂分3批投入,并以投料量、投料温度和粘度为可变因素设计正交实验,分析各因素对胶合板的胶合强度及浸渍剥离率的影响。实验结果表明,当w(造纸废液)=10%、投料温度为50℃和投料粘度为25s时,所压制的胶合板能够达到GB/T 9 846.7-2004Ⅰ类板的标准要求,并使造纸废液的污染程度和成本明显降低。     

秸秆乙醇副产物酚醛树脂的制备与应用

以秸秆乙醇副产物、苯酚、甲醛为原料,NaOH为催化剂,通过逐步共聚制备了秸秆乙醇副产物改性酚醛树脂胶粘剂,并进行了中试放大试验和人造板生产试验。通过工艺优化发现,秸秆乙醇副产物最高可替代50%质量的苯酚,且不影响酚醛树脂胶粘剂的性能,其游离甲醛含量0.22%;制备的桉杨三层胶合板100℃水煮3 h,粘接强度为0.98 MPa,达到国家Ⅰ类板要求;甲醛释放量为0.23 mg/L,达到E0级。     

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。     

低游离甲醛含量酚醛树脂胶粘剂的合成

采用两次加碱一次回流法合成工艺代替一次法和两次碱法制备了酚醛树脂胶粘剂。对产物粘度,游离甲醛含量及固化物拉伸剪切强度测试,研究了酚醛比、催化剂加入量、反应温度、回流时间等对产物性能的影响。结果表明:苯酚与甲醛物质的量比1∶2,催化剂加入量为苯酚质量分数的25%,回流反应45 min可得到具有交联结构的酚醛树脂胶粘剂,产品分子质量及粘度适中,拉伸剪切强度可达到5 MPa以上,游离甲醛质量分数<0.03%,稳定性较好。     

Microwave‐assisted hydrothermal liquefaction of lignin for the preparation of phenolic formaldehyde adhesive

This study aimed to produce phenolic formaldehyde (PF) adhesives using the liquefaction product of bagasse lignin (LPBL) as a partial substitute for petroleum‐based phenol. Lignin was extracted from bagasse using 93% acetic acid solution and was rapidly degraded in hot‐compressed water by microwave heating using oxalic acid as catalyst. The liquefaction yield reached 78.69% under the optimal reaction condition. Gas chromatography–mass spectrometry (GC/MS) analysis showed that the main chemical compounds of the liquefaction product included mono‐substituted and bis‐substituted phenols, such as 2,6‐dimethoxyphenol, 4‐hydroxybenzaldehyde, and so on. The LPBL was employed to replace a portion of phenol at varying ratios from 0 to 20 wt % in the preparation of PF adhesives. The molecular weight, viscosity, and adhesive strength of LPBL‐PF adhesives were found to be lower than those of pure PF adhesives. With the phenol replaced by LPBL up to 20%, the viscosity and adhesive strength of the resin were 4.046 Pa s and 1.017 MPa, respectively. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 44510.     

氯丁橡胶与金属热硫化型胶膜的研究

采用机械共混法和胶料成膜技术制备出一种酚醛树脂(PF)-橡胶型膜状胶粘剂(胶膜)。结果表明:当n(37%甲醛)∶n(苯酚)∶n(氢氧化钠)=1.8∶1∶0.1、反应温度为70℃和反应时间为2.5 h时,合成的甲阶PF具有较高的羟甲基含量(28.3%),满足PF-橡胶型胶膜的制备要求;当m(氯丁橡胶)∶m(氯化天然橡胶)∶m(PF)∶m(炭黑)=100∶(5～10)∶(70～80)∶40、m(PF)∶m(硼酚醛树脂)=4∶1时,胶膜的剪切强度超过5.0 MPa、180°剥离强度超过4.0 kN/m且胶接件的破坏形式多为橡胶内聚破坏;该胶膜具有较好的热稳定性(热失重温度为300℃左右),满足氯化橡胶生胶片与金属之间的热硫化胶接要求;该胶膜与适宜底胶配合而成的双涂型胶接体系,可实现氯化橡胶生胶片与树脂基复合材料之间的热硫化胶接。     

杉木苯酚液化物合成热固型酚醛树脂的研究

以杉木为研究树种,对比不同料液比(木材与苯酚质量比)液化物与甲醛在碱性环境中反应,进行热固酚醛树脂制备试验。考察不同甲醛与苯酚物质的量之比值(r_F/P)、氢氧化钠与苯酚物质的量之比值(r_NaOH/P)和树脂化温度对树脂理化性能的影响。结果表明,采用料液比为1:2的液化物,r_F/P1.8,r_NaOH/P0.7,树脂化温度 80℃ 条件下合成的杉木液化物树脂压制的杨木三层胶合板满足I类胶合板强度要求,各项物理力学性能与常规PF树脂压制的板材相当,板材的甲醛释放量为 0.1 mg/L,远低于GB/T 9846-2004《胶合板》中的E₀级要求。     

葡萄糖苯酚树脂胶粘剂的合成

以葡萄糖代替甲醛,在碱性条件下合成了葡萄糖苯酚树脂胶粘剂。用红外光谱(IR)对其结构进行了分析,并通过正交实验获得了该树脂合成的最佳反应条件:pH=11,n(葡萄糖):n(苯酚)=8:1,反应温度120℃,催化剂用量14．3%,反血时间4 h;同时对树脂的固化条件进行了系统研究。     

中低温煤焦油制备火箭煤油研究

以陕北中低温煤焦油<360℃的馏分油为原料,NiMo/Al2O3为催化剂,在实验室小型固定床反应器上进行加氢试验。考察反应温度、反应压力和空速对产品收率及性质的影响,结果表明,较高的反应温度和反应压力及较低空速有利于提高加氢产品油中火箭煤油收率。将所得加氢产品油中(192~255)℃馏分作为火箭煤油产物进行检测分析,各项指标均满足GJB8087-2013(液体火箭发动机用煤油安全应用准则)要求。以煤焦油为原料制备煤基火箭煤油,不仅为煤焦油的综合利用提供了新途径,同时拓宽了火箭煤油的生产来源。     

中低温煤焦油加氢转化路径

以中低温煤焦油360℃的馏分油为原料,Ni-Mo/γ-Al2O3为催化剂,在小型固定床单管加氢反应器上进行加氢实验。在压力13 MPa、空速0.4 h-1、氢油体积比1 700∶1和反应温度370℃工艺条件下进行催化加氢反应,通过对原料油和加氢产物的GC-MS的检测结果分析,确定了酚类、萘类、联苯类和菲类化合物的加氢转化路径,得到煤焦油馏分油中主要化合物的加氢反应网络。     

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。     

麦草碱木素酚化改性及其制备LPF胶粘剂工艺研究

利用碱性条件下酚化改性的麦草碱木素代替部分苯酚制备了高木质素/苯酚比例和胶粘强度高的木质素酚醛树脂(LPF)胶粘剂.利用傅立叶红外光谱(FT-IR)和凝胶色谱(GPC)研究了麦草碱木素在碱性条件下酚化改性前后的结构变化.FT-IR分析表明,麦草碱木素发生了酚化反应,伴随着酯基的断裂和甲氧基的脱落;GPC结果显示,木质素平均分子量降低,分子量分布范围变宽.接着,研究了木质素/苯酚比例、氢氧化钠浓度、甲醛/木质素比例、酚化温度、酚化时间、缩聚温度、缩聚时间等反应工艺参数对LPF胶粘剂性能的影响,优化了麦草碱木素酚化改性制备LPF胶粘剂的反应工艺参数.最后,比较了反应工艺参数优化的LPF胶粘剂与传统PF胶粘剂的各项性能,结果显示,麦草碱木素酚化改性后代替70 % 的苯酚制备得到的LPF胶粘剂的胶粘强度与传统PF胶粘剂相近.