生物-化学法氧化淀粉改性UFR胶粘剂研究

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本文旨在研究一种环保的氧化工艺,制备氧化淀粉改性剂,改性低毒脲醛树脂胶粘剂(UFRA)。对淀粉进行酶解预处理,在碱性环境沸水温度,以过氧化氢为氧化剂,不加入金属离子催化剂氧化制备氧化淀粉,得到了羧基含量高的氧化淀粉。实验中按照传统的方法制备了未经酶解预处理和经过预处理的氧化淀粉,分析了氧化淀粉的羧基、羰基含量,透明度,结晶性,热学性质,分子结构,表面特征;比较了经酶解预处理和未经预处理的氧化淀粉结构和性能差异,低温(40℃)加入催化剂和高温(沸水温度)不加催化剂氧化淀粉的结构和性能差异,以及不同酸碱条件下氧化淀粉的结构和性能差异。结果表明:酶解预处理可以提高淀粉的氧化程度,碱性条件下氧化淀粉的氧化程度较酸性条件下的高,沸水温度下即使不加入催化剂,氧化效果也比传统工艺的好。沸水温度未加入催化剂碱性条件下制备的氧化淀粉(100-PH9-HOS)有最高的羧基含量,透明度和抗凝沉性和最低的玻璃化转变温度,X射线衍射图样在整个衍射角度内无峰存在,红外光谱分析显示羰基和羧基的吸收峰强度最强,样品电镜照片表面光滑,无颗粒,无裂纹。  改性脲醛树脂的性能与氧化淀粉的氧化程度,是否经过酶解预处理有关。100-PH9-HOS改性脲醛树脂(100-PH9-HOS-UF)的游离甲醛含量最低(0.14%),胶合板甲醛释放量最低(0.6078mg/L),但胶合强度低于未经酶解预处理的氧化淀粉改性的脲醛树脂,高于其他经酶解预处理的氧化淀粉改性的脲醛树脂。100-PH9-HOS-UF的红外光谱分析显示,在3350cm-1左右的氨基羟基氢键缔合峰的半峰宽最小,样品氨基羟基的氢键缔合作用最弱,树脂交联程度最大;样品酰胺I C=O伸缩振动吸收峰面积最大,吸收最强。酰胺IC=O伸缩振动吸收峰面积越大,氧化淀粉中有更多的羧基参与了与脲醛树脂中的氨基反应,生成了酰胺。100-PH9-HOS-UF中-COO-,-CO-中的C=O伸缩振动吸收峰在1748 cm-1附近,面积也最大。100-PH9-HOS中一部分羧基与脲醛树脂中氨基发生了反应,但仍有大量的羧基参与了与羟甲基和水合甲醛的反应,表现在100-PH9-HOS-UF制备的胶合板的甲醛释放量比其他样品的甲醛释放量低。  研究氧化淀粉改性脲醛树脂固化特性的影响因素表明:淀粉氧化时间、氧化淀粉添加量,固化剂添加量对改性脲醛树脂的固化温度、固化焓变和固化时间有明显的影响。当淀粉氧化时间为60min,氧化淀粉用量为氧化淀粉-脲醛树脂体系的7.5%,固化剂用量为体系的3%时,最有利于改性脲醛树脂的固化。
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