【摘 要】
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酚醛树脂胶黏剂在木材加工业、特别是耐候性人造板生产中广泛应用。随着木结构建筑行业的迅速发展,耐候性人造板需求量不断上升,酚醛树脂胶黏剂展现出广阔的发展前景。但酚醛
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酚醛树脂胶黏剂在木材加工业、特别是耐候性人造板生产中广泛应用。随着木结构建筑行业的迅速发展,耐候性人造板需求量不断上升,酚醛树脂胶黏剂展现出广阔的发展前景。但酚醛树脂存在成本高、苯酚原料依赖化石资源等问题,研究开发生物质改性酚醛树脂,解决酚醛树脂成本及原料来源问题,具有重要意义。针对目前生物质改性酚醛树脂存在的高生物质原料比例下,改性酚醛树脂耐水胶接性能下降、固化速率降低等问题,本研究以单宁、豆粕等为生物质原料,通过氢氧化钠/尿素水溶液处理、尿素添加和催化剂改性等方法,调控改性酚醛树脂结构,提高改性酚醛树脂胶接性能和固化速度;采用FTIR、DSC、SEM、TG、13C-NMR、MALDI-TOF等对生物质改性酚醛树脂的各项性能和固化机制进行表征与分析。论文主要研究结论如下:(1)橡椀单宁改性酚醛树脂(VTPF)形成共缩聚结构,具有良好的胶合强度和优异的综合性能。其中橡椀单宁替代40%苯酚的VTPF树脂能满足国家标准Ⅰ类胶合板胶合强度的要求和E0级胶合板甲醛释放量的要求;VTPF树脂的固化温度低于PF树脂;FTIR、13C-NMR、MALDI-TOF的分析结果表明,橡椀单宁与苯酚、甲醛发生了共缩聚反应,形成了共缩聚物结构。(2)尿素可与单宁改性酚醛树脂(PTUF树脂)形成共缩聚结构,降低生物质改性酚醛树脂成本及胶接人造板甲醛释放量。相比于PTF树脂,添加尿素的PTUF树脂中含有羟甲基脲结构;PTUF树脂胶接胶合板甲醛释放量降低59.37%,贮存稳定性显著提高。(3)醋酸锌等催化剂可提高生物质改性酚醛树脂的胶接性能与固化速度。催化剂促进了高邻位酚醛树脂结构的形成,提高了改性树脂固化速率,降低了固化温度;40%VTPF-Zn2+树脂的固化峰值温度为126.6℃,低于PF树脂的134.89℃。120℃热压条件下,改性树脂胶接胶合板胶合强度为1.3 MPa,甲醛释放量为0.46mg/L。(4)氢氧化钠/尿素水溶液处理生物质原料能够有效降低生物质改性酚醛树脂的黏度,同时贮存稳定性明显提高;氢氧化钠/尿素水溶液处理大豆分离蛋白,能有效提高SPF树脂的综合性能。相比于SPF树脂,U-SPF树脂具有更为优异的胶接性能,甲醛释放量明显降低。
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