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。     

基于改性橡子淀粉制备的UF胶粘剂用填料性能研究

以改性橡子淀粉、茶叶废料粉和无机矿物粉组成的复合无机填料作为面粉的替代物,配制胶合板用脲醛树脂(UF)胶粘剂。着重探讨了复合无机填料的种类及含量对UF胶粘剂和胶合板的固化速率、预压性能、热稳定性能、胶合强度及其甲醛释放量等影响。结果表明:以复合无机填料替代面粉制成的胶合板用UF胶粘剂,具有预压性能良好、胶合板胶合强度更高且甲醛释放量更低等优点,其应用前景良好。     

大豆蛋白基木材胶粘剂的制备与应用性能研究

以SPI(大豆蛋白)粉、自制混合改性剂为主要原料,制备了SPI胶粘剂;然后以改性异氰酸酯为固化剂,并引入不同的填料,配制胶合板用胶粘剂。研究结果表明:采用单因素试验法优选出制备SPI胶粘剂的最佳工艺条件是w(混合改性剂B)=10%(相对于SPI粉质量而言)、w(固化剂)=10%(相对于SPI胶粘剂质量而言)、混合填料中m(蒙脱土)∶m(小麦面粉)=4∶1且w(混合填料)=10%(相对于SPI胶粘剂质量而言);此时改性胶粘剂的综合性能相对较好,其黏度适中、适用期较长,并且由其压制而成的胶合板具有相对较大的胶接强度和相对较好的耐水性。     

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。     

有机蒙脱土对不同摩尔比值脲醛树脂胶粘剂性能的影响

利用自制的有机纳米蒙脱土改性脲醛树脂胶粘剂(UF),可有效改善胶粘剂性能。重点考察了有机纳米蒙脱土的投入阶段对各摩尔比值脲醛树脂胶粘剂性能影响,并对其进行了理论分析。实验结果表明改性UF胶粘剂的黏度、胶合强度随n(F)∶n(U)比例的增大而先增后减,固含量随比例的增加而减少;n(F)∶n(U)=2.0∶1.0时改性胶粘剂的固化时间较短、游离甲醛含量较低、胶合强度较高;在不同阶段加入有机蒙脱土对脲醛树脂胶粘剂具有不同的改性效果,分别具有显著的降醛和补强效果。     

网球拍用木质素胶粘剂的制备与性能研究

为了制备出适宜于网球拍用木质素胶粘剂,采用黏度计、拉伸试验机等手段,考察了碱浓度、酚醛比、反应时间和木质素添加量对网球拍用木质素胶粘剂性能的影响。结果表明,随着碱浓度增加,胶粘剂黏度、固含量逐渐增大,在碱浓度为8%时取得胶合板胶合强度最大值,且胶合板未出现透胶现象;随着酚醛比或反应时间延长,胶合板的胶合强度逐渐增加且都未出现透胶现象;随着酚醛∶木质素比例减小,胶粘剂的黏度先增加后减小,胶合板胶合强度逐渐降低。适宜的网球拍用木质素胶粘剂的制备工艺为:苯酚/木质素=75∶25、碱浓度为8%、酚醛比=2.0∶1、反应时间3h。     

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%。     

甲醛与木素反应制胶粘剂

甲醛与木素反应制备木素改性酚醛树脂胶粘剂的最好方法是首先将碱木素与甲醛反应生成羟甲基木素。大多数羟甲基木素能与苯酚充分反应,使木素进入到聚合物结构中,而不是作为一种游离化学品只起填料作用。目前,羟甲基木素与苯酚之间反应的适宜条件尚不清楚,直至将成品树脂配制成胶粘剂,并用于制造结构板(胶合板或碎料板),再对板进行物理试验以后才能判断。     

微波辅助酸热改性对大豆分离蛋白结构及胶粘剂性能的影响

采用微波辅助酸热处理法对SPI(大豆分离蛋白)进行改性,并以高活性的改性PAE(聚酰胺)作为交联剂,再与LSP(大豆蛋白液化产物)进行混合,制备出耐水性良好的胶合板用TSP(改性SPI)胶粘剂。着重探究了不同处理温度对SPI分子结构和胶粘剂性能的影响,并通过压制的胶合板来评价不同处理方式对SPI基胶粘剂胶接强度的影响。研究结果表明:当m(TSP)∶m(LSP)∶m(PAE)=5∶5∶3、w(PAE固含量)=25%时,胶粘剂的工艺使用性能以及胶接强度相对最佳;当微波功率为400 W、酸热处理温度为120℃时,处理后SPI的不溶率为82%,并且其不溶物团聚成网状结构,由该胶粘剂压制的胶合板达到国家标准中Ⅰ类板的指标要求。     

HEMA接枝改性天然胶乳的制备及其粘接性能研究

以甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)作为天然胶乳(NRL)的接枝改性剂,采用乳液聚合法制备了NR-g-HEMA[HEMA接枝NR(天然橡胶)]胶乳;然后以此为基体,并以水溶性松香树脂为增黏树脂、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为增塑剂等,制备相应的NR-g-HEMA胶粘剂;最后,用该胶粘剂压制胶合板,并对胶合板的粘接性能进行了测定。结果表明:采用单因素试验法优选出制备NR-g-HEMA胶乳的最佳工艺条件为m(干态单体)∶m(NRL)∶m(引发剂)∶m(活化剂)∶m(交联剂)=20∶100∶0.2∶0.2∶0.1、反应时间为8 h和反应温度为16℃,此时相应胶合板的剪切强度(1.88 MPa)符合Ⅲ类胶合板的指标要求。     

木质素在脲醛树脂胶粘剂中的应用

为解决脲醛树脂(UF)胶粘剂中游离甲醛含量偏高等问题,首先确定了n[甲醛(F)]∶n[尿素(U)]的合适比例,然后以羟甲基化木质素作为UF的改性剂,制备木质素改性UF胶粘剂。研究了木质素的种类及用量对UF各项性能的影响。结果表明:UF中游离甲醛含量随n(F)∶n(U)比例增加而增大;在UF改性过程中,硝酸木质素对游离甲醛的捕捉能力优于硫酸木质素,当w(硝酸木质素)=30%(相对于尿素总质量而言)时,游离甲醛含量(0.126%)相对最低;木质素加入的同时还有助于提高改性UF胶粘剂的胶接强度和耐水性。     

草浆造纸行业清洁生产技术研究

介绍了草浆造纸废水的来源、特点及对环境的影响。通过工程实例研究了草浆造纸行业实现清洁生产的关键技术。通过对造纸黑液提取木质素制备木质素磺酸钙粘结剂,实现废弃物的资源化。通过"化学絮凝+ABR+氧化沟"组合处理工艺对中段水的深度处理及回用,基本实现废水的零排放,节约了水资源。该工程实现了生产、水循环、废物资源化利用一体化的清洁生产模式,为造纸行业的清洁生产提供借鉴。     

Thermoplastic polymers as modifiers for urea–formaldehyde wood adhesives. III. In situ thermoplastic‐modified wood composites

Acrylic monomers and free‐radical initiators were dispersed in an aqueous urea–formaldehyde (UF) suspension and polymerized in situ to afford a suspension containing 5 wt % thermoplastic (5 g of thermoplastic/100 mL of suspension). The viscosity of the thermoplastic‐modified UF suspension (65 wt % solids at 25°C) ranged from 240 to 437 cP versus 121 cP for the unmodified UF control. Wood‐flour composites (sugar maple and 50 wt % adhesive) were prepared with thermoplastic‐modified UF suspensions and cured with the same cycle used for the composites prepared with the unmodified UF adhesive (control). The effect of the thermoplastic‐modified UF adhesive was evaluated on the notched Izod impact strength and equilibrium moisture uptake of the wood‐flour composites. The notched Izod impact strength of the composites prepared with modified UF adhesives increased by as much as 94% above that of the control. The increase depended on the initiator and the monomer composition. The modification affected the equilibrium moisture uptake and rate of moisture uptake in the wood‐flour composites. Preliminary results for particleboard prepared with 10 wt % modified UF adhesive (5% thermoplastic in the UF resin) and unoptimized cure conditions confirmed a significant effect of the thermoplastic modification on both the internal‐bond strength and thickness swelling of the particleboard. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

碱木质素填充天然橡胶的特性研究

研究了碱木质素填充天然橡胶的规律,考察了胶料内填料网络结构特点及其对动态力学性能的影响。通过扫描电镜（SEM）、力学性能测试和动态力学性能测试对硫化胶进行观察和分析。结果表明：填充10%~50%碱木质素时,碱木质素在天然橡胶中几乎没有填料-填料相互作用,且橡胶-填料相互作用很弱,碱木质素颗粒之间发生了团聚;碱木质素填充后胶料的力学性能没有大的降低,填充10%碱木质素时,硫化胶的拉伸强度为30MPa,高于未填充碱木质素时的28.7MPa;碱木质素的加入一定程度地促进了橡胶的硫化,交联密度随着碱木质素的加入而增大,当碱木质素用量达到50%时交联密度有所下降,拉伸强度未20.1MPa;胶料的老化性能随碱木质素的加入得到改善;碱木质素的加入对硫化胶的抗湿滑性和滚动阻力没有明显影响。     

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。     

Reduction of Formaldehyde Emission from Particleboard by Phenolated Kraft Lignin

The aim of this study was the reduction of formaldehyde emission from particleboard by phenolated Kraft lignin. For this purpose, the lignin was extracted from black liquor and then modified by phenolation. During the urea formaldehyde (UF) resin synthesis different proportions of unmodified and phenolated Kraft lignins (10%, 15%, and 20%) were added at pH = 7 instead of the second urea. Physicochemical properties and structural changes of resins so prepared, as well as the internal bond (IB) strength and formaldehyde emission associated with the panels bonded with them were measured according to standard methods. The Fourier transform infrared (FTIR) analysis of lignin indicated that the content of O–H bonds increased in phenolated lignin while the aliphatic ethers C–O bonds decreased markedly in the modified lignin. Since both synthesis of UF resins and lignin phenolation are carried out under acid conditions, phenolation is an interesting way of modifying lignin for use in wood adhesive. The panels bonded with these resins showed significantly lower formaldehyde emission compared to commercial UF adhesives. The UF resin with 20% phenolated lignin exhibited less formaldehyde release without significant differences in internal bond strength and physicochemical properties compared to an unmodified UF resin. XRD analysis results indicated that addition of phenolated lignin decreased the crystallinity of the hardened UF resins.     

甘蔗渣原料磨木素和磺化甘蔗渣磨木素的研究

在甘蔗渣碱性亚硫酸钠化学机械法制浆研究的基础上,采用化学分析方法和仪器测试技术,研究了甘蔗渣原料磨木素和磺化处理后甘蔗渣磨木素的化学结构及其变化情况。在化学预处理过程中,甘蔗渣木素中的酯键和烷基芳基醚键等连接形式在一定程度上断裂,愈创木基结构单元发生较多的磺化和溶出,对羟苯基结构单元也有一定数量的溶出,因而使得留存于浆料木素中的紫丁香基结构单元相对增加。经过磺化处理后,甘蔗渣木素的平均分子量和多分散性减小,基于化学机械浆的预处理条件,木素大分子的碎解和溶出是有限度的。除了溶出的一部分磺化木素之外,残留于甘蔗渣的木素中仍有相当含量的磺酸基(达到0.15HSO_3/C_9),甲氧基含量明显增加(从1.00OCH_(?)/C_9增至1.22OCH_3/C_9),酚羟基含量有所增加(从0.29Ph-OH/C_9增至0.33Ph—OH/C_9),而醇羟基含量减少(从1.50Alc-OH/C_9减至0.79AlC-OH/C_9)。