生物质基树脂胶黏剂的制备及性能研究
发布时间：2022-01-08 02:09
目前,木材工业所用胶黏剂以“三醛胶”（即脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛）为主,其中脲醛树脂胶黏剂因造价低廉、工艺简单成为木材工业用量最大的胶黏剂种类,脲醛树脂胶黏剂的大量使用造成了严重的甲醛污染问题;另一方面随着社会的发展,以石化产品为代表的不可再生资源逐渐短缺,能源问题愈演愈烈,寻找并利用可再生资源替代石化产品已迫在眉睫。针对以上问题,本论文以生物质玉米芯为原料,提取制备碱木质素溶液、糠醛溶液,逐步减少甲醛用量,利用碱木质素制备低甲醛用量的木质素-脲醛（LUF）树脂、利用糠醛制备超低甲醛用量的糠醛-脲醛（FUF）树脂、最终合成无甲醛的木质素-糠醛树脂。取得的研究成果如下:1.通过减少甲醛用量降低醛脲比F/U（甲醛与尿素摩尔比）能有效降低脲醛树脂中游离甲醛含量,但树脂胶黏剂胶合性能也会快速下滑。2.木质素可以解决因甲醛用量减少导致的胶合强度下降的问题。系统研究了不同木质素添加量对不同F/U树脂胶黏剂性能的影响,确定了最佳的工艺参数:F/U=0.91:1,木质素用量20%,此时胶合强度0.99 MPa,游离甲醛含量0.26%。3.向反应体系中引入糠醛能解决胶合强度下降的问题,系统研究了糠醛用量...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质素的基本结构单元
脲醛树脂因其制备成本低廉、固化快、胶体颜色浅的优点已成为人造板用最广泛的胶黏剂[69,70]。脲醛树脂由 B.Toiiens 于 1844 年首次合成，1924 氰氨公司将其工业化应用，1931 年上市销售后便引起人们的重视，此后泛应用和迅速发展，1962 年便成为胶合板生产的主要胶黏剂。脲醛树脂是甲醛和尿素经过反应得到的聚合物，是具有代表性的热固性脂，产量约占世界氨基树脂产量的 80%。传统脲醛树脂为网状结构，人们为传统脲醛树脂的合成主要分两个阶段[71,72]：（1）加成反应阶段，甲醛与应生成羟甲基脲，即尿素的羟甲基化，（2）缩聚反应阶段，一羟甲基脲间成亚甲基键，一羟甲基与尿素缩合生成亚甲基，二羟甲基脲之间缩合形成基醚键，一羟甲基脲和二羟甲基脲缩合，随着反应的进行各中间体缩聚成基键为主体，以少量醚键连接的线型或支链型低聚物，固化时便可成为网的高聚物，值得注意的是，由于脲醛树脂分子十分复杂，目前为止，其真型尚未完全清楚。
第二章 木质素-脲醛树脂的制备及性能表征脂和 LUF 树脂的 TG 分析 可以看出，UF 树脂在 28～179 ℃之间发生第一段失重，主要由甲醛挥发、水分和灰分重量变化造成，第二段失主要是因为高温导致大分子骨架发生断裂，因而失重速8～221 ℃间缓慢失重，大致原因与 UF 第一段失重相同，才开始快速失重，这是由于木质素参与反应增大了树脂为稳定的环状结构，使得树脂稳定性得以一定程度的间快速失重的原因是高温使大分子骨架分裂以及木质素。
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质纤维素类生物基材料研究进展[J]. 陈龙,余强,庄新姝,亓伟,王忠铭,袁振宏. 材料导报. 2018(S2)
[2]生物质基和非甲醛类木材胶黏剂[J]. 顾继友. 中国人造板. 2017(08)
[3]无醛生物质胶黏剂制备技术及应用前景[J]. 段喜鑫,时君友. 中国人造板. 2016(03)
[4]纳米结晶纤维素改善脲醛树脂胶黏剂游离甲醛的研究[J]. 张浩,蒲俊文,洪亮,朱明. 林产化学与工业. 2016(01)
[5]纳米二氧化钛改性脲醛树脂胶黏剂的研究[J]. 吴俊华,孙玮鸿,庞久寅,闫文涛. 林产工业. 2016(02)
[6]细乳液法制备大豆蛋白丙烯酸酯复合胶黏剂试验[J]. 赵艳,罗来朋,杜冰,庞久寅,马万超,崔文志. 北华大学学报(自然科学版). 2015(06)
[7]弱酸性起始条件合成聚乙烯醇改性脲醛树脂胶黏剂的工艺及性能研究[J]. 陆立楠,顾顺飞,张统,周宽,俞丽珍. 林产工业. 2015(12)
[8]豆粕基木材胶黏剂的复合改性与性能研究[J]. 李玲,许玉芝,王春鹏,储富祥. 林产工业. 2013(03)
[9]三聚氰胺脲醛树脂胶黏剂的合成[J]. 朱海龙,吴玉章,孙伟圣. 南京林业大学学报(自然科学版). 2013(01)
[10]微晶纤维素在食品工业中的应用研究进展[J]. 陆红佳,郑龙辉,刘雄. 食品与发酵工业. 2011(03)
博士论文
[1]乙二醛—尿素—甲醛共缩聚树脂的合成、性能及反应机理[D]. 邓书端.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]木质素基脲醛树脂的制备及应用性能研究[D]. 沙金鑫.吉林大学 2017
[2]木质素及其复合物在环氧树脂胶粘剂中的应用研究[D]. 陈洪卓.吉林大学 2016
[3]木糖脱水制备糠醛的工艺研究[D]. 宋丽岩.吉林大学 2013
[4]改性碱木质素合成木素脲醛胶的研究[D]. 胡鸿达.南京林业大学 2009
[5]碱木质素改性脲醛树脂的研究[D]. 齐连丽.南京林业大学 2008
本文编号：3575695
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
木质素的基本结构单元
脲醛树脂因其制备成本低廉、固化快、胶体颜色浅的优点已成为人造板用最广泛的胶黏剂[69,70]。脲醛树脂由 B.Toiiens 于 1844 年首次合成，1924 氰氨公司将其工业化应用，1931 年上市销售后便引起人们的重视，此后泛应用和迅速发展，1962 年便成为胶合板生产的主要胶黏剂。脲醛树脂是甲醛和尿素经过反应得到的聚合物，是具有代表性的热固性脂，产量约占世界氨基树脂产量的 80%。传统脲醛树脂为网状结构，人们为传统脲醛树脂的合成主要分两个阶段[71,72]：（1）加成反应阶段，甲醛与应生成羟甲基脲，即尿素的羟甲基化，（2）缩聚反应阶段，一羟甲基脲间成亚甲基键，一羟甲基与尿素缩合生成亚甲基，二羟甲基脲之间缩合形成基醚键，一羟甲基脲和二羟甲基脲缩合，随着反应的进行各中间体缩聚成基键为主体，以少量醚键连接的线型或支链型低聚物，固化时便可成为网的高聚物，值得注意的是，由于脲醛树脂分子十分复杂，目前为止，其真型尚未完全清楚。
第二章 木质素-脲醛树脂的制备及性能表征脂和 LUF 树脂的 TG 分析 可以看出，UF 树脂在 28～179 ℃之间发生第一段失重，主要由甲醛挥发、水分和灰分重量变化造成，第二段失主要是因为高温导致大分子骨架发生断裂，因而失重速8～221 ℃间缓慢失重，大致原因与 UF 第一段失重相同，才开始快速失重，这是由于木质素参与反应增大了树脂为稳定的环状结构，使得树脂稳定性得以一定程度的间快速失重的原因是高温使大分子骨架分裂以及木质素。
【参考文献】：
期刊论文
[1]木质纤维素类生物基材料研究进展[J]. 陈龙,余强,庄新姝,亓伟,王忠铭,袁振宏. 材料导报. 2018(S2)
[2]生物质基和非甲醛类木材胶黏剂[J]. 顾继友. 中国人造板. 2017(08)
[3]无醛生物质胶黏剂制备技术及应用前景[J]. 段喜鑫,时君友. 中国人造板. 2016(03)
[4]纳米结晶纤维素改善脲醛树脂胶黏剂游离甲醛的研究[J]. 张浩,蒲俊文,洪亮,朱明. 林产化学与工业. 2016(01)
[5]纳米二氧化钛改性脲醛树脂胶黏剂的研究[J]. 吴俊华,孙玮鸿,庞久寅,闫文涛. 林产工业. 2016(02)
[6]细乳液法制备大豆蛋白丙烯酸酯复合胶黏剂试验[J]. 赵艳,罗来朋,杜冰,庞久寅,马万超,崔文志. 北华大学学报(自然科学版). 2015(06)
[7]弱酸性起始条件合成聚乙烯醇改性脲醛树脂胶黏剂的工艺及性能研究[J]. 陆立楠,顾顺飞,张统,周宽,俞丽珍. 林产工业. 2015(12)
[8]豆粕基木材胶黏剂的复合改性与性能研究[J]. 李玲,许玉芝,王春鹏,储富祥. 林产工业. 2013(03)
[9]三聚氰胺脲醛树脂胶黏剂的合成[J]. 朱海龙,吴玉章,孙伟圣. 南京林业大学学报(自然科学版). 2013(01)
[10]微晶纤维素在食品工业中的应用研究进展[J]. 陆红佳,郑龙辉,刘雄. 食品与发酵工业. 2011(03)
博士论文
[1]乙二醛—尿素—甲醛共缩聚树脂的合成、性能及反应机理[D]. 邓书端.北京林业大学 2014
硕士论文
[1]木质素基脲醛树脂的制备及应用性能研究[D]. 沙金鑫.吉林大学 2017
[2]木质素及其复合物在环氧树脂胶粘剂中的应用研究[D]. 陈洪卓.吉林大学 2016
[3]木糖脱水制备糠醛的工艺研究[D]. 宋丽岩.吉林大学 2013
[4]改性碱木质素合成木素脲醛胶的研究[D]. 胡鸿达.南京林业大学 2009
[5]碱木质素改性脲醛树脂的研究[D]. 齐连丽.南京林业大学 2008
本文编号：3575695
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