汽爆木质素改性酚醛树脂胶黏剂的制备及其性能研究

汽爆木质素改性酚醛树脂胶黏剂的制备及其性能研究

作者:师大云端图书馆 时间:2019-07-24 分类:参考文献 喜欢:3184
师大云端图书馆

【摘要】酚醛树脂是酚类与醛类在催化剂作用下形成的树脂的总称。它是工业化最早的合成高分子材料。在木材加工领域中酚醛树脂是使用广泛的主要胶种之一,其用量仅次于脲醛树脂。尤其是在生产耐水、耐候性木制品方面,酚醛树脂具有明显的性能优势。它具有优异的胶接强度、耐水、耐热、耐磨及化学稳定性好等优点,特别是耐沸水性能最佳。酚醛树脂的缺点是颜色较深、有一定的脆性、易龟裂,游离酚和游离醛含量高、原料来源不可再生等。由于能源危机导致石油价格飞涨,因此用其他成本较低的物质对酚醛树脂进行改性已成为研究热点之一。其中,木质素改性酚醛树脂不但能降低成本、又能实现废物再利用,缓解环境压力。但木质素的活性比苯酚低,因此,制备木质素酚醛树脂(LPF)的关键问题是提高木质素的活性。本论文先在碱性条件下对汽爆木质素(SEL)进行酚化改性。通过单因素变量法,以木质素的酚羟基含量为标准,考察各因素对酚化改性后木质素性能的影响,优化其酚化条件。实验结果表明,最佳条件为:木质素取代率40wt%,氢氧化钠添加量8wt%,水添加量4:1,温度90℃,时间1.5h。并且,通过化学分析和IR对酚化前后的SEL进行表征,结果表明酚化使SEL的活性基团酚羟基含量增加了130%,惰性基团甲氧基含量减少了68%。因此酚化后的木质素反应活性增加,更适用于制备LPF胶黏剂。本论文利用酚化后SEL代替苯酚来制备LPF胶黏剂,即在酚化后的木质素溶液中直接加入甲醛等原料原位聚合制备LPF胶黏剂。通过单因素变量法,以LPF胶粘剂胶合强度,游离甲醛和游离苯酚含量为标准,研究了各种因素对LPF胶粘剂性能的影响,对LPF胶粘剂的制备工艺条件进行了优化。实验结果表明:木质素取代率为40wt%,反应温度为80℃,氢氧化钠用量为4wt%,甲醛添加量为10wt%,反应时间为1.5h时制备的LPF胶黏剂,pH值为11.5,固含量为47.07%,粘度为335mPa.s,游离苯酚含量为3.96%,游离甲醛含量为0.43%,胶合强度为1.110MPa,各项性能均满足国家标准(GB/T14732-2006)。当木质素取代率达到70wt%时,制备的LPF胶黏剂的胶合强度仍满足国家标准。在制备LPF胶黏剂的时候,通过加入一定量的作为甲醛捕捉剂的尿素能够降低游离甲醛的含量,同时也能降低游离苯酚的含量。但由于脲醛树脂的耐水性远远不如酚醛树脂,即使少量的尿素与甲醛生成的脲醛树脂也影响了胶黏剂的耐水性,即Ⅰ类胶合板(先煮沸)的胶合性能。但在木质素取代率为40wt%,其他因素为制备LPF胶黏剂的最佳条件时,4%的尿素添加量在降低游离甲醛含量的同时,也使其胶合性能满足国家标准。
【作者】井俊玲;
【导师】王子忱;
【作者基本信息】吉林大学,物理化学,2014,硕士
【关键词】木质素;酚化改性;酚醛树脂;木质素酚醛树脂;

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