地采暖实木复合地板用BPF树脂老化性能及机理研究

发布时间：2020-11-18 13:04

　　 地采暖是国际上公认为目前最为提倡的采暖方式,实木复合地板是地采暖中最常用的地面木质铺装材料。然而,地采暖的特殊使用工况(高温高湿反复变化)加剧了实木复合地板中胶黏剂的老化以及甲醛的释放,限制了其在地采暖行业的广泛应用。寻求兼具耐老化性和环保性的地采暖实木复合地板用胶黏剂,具有重要的理论意义和实际应用价值。本论文以生物质热解油部分替代苯酚合成的热解油改性酚醛树脂(Phenol-formaldehyderesinmodifiedbybio-oil,简称 BPF 树脂)作为地采暖实木复合地板用胶黏剂,重点考察了 BPF树脂的老化性能及其制备的实木复合地板基材(胶合板)在地采暖环境中的甲醛释放规律,研究了不同合成工艺和不同老化条件下的BPF树脂老化行为,探索了热解油及其各组分对BPF树脂老化性能的影响机制。本论文主要研究结论如下:(1)经煮沸—干燥循环加速老化处理后,BPF树脂胶合板胶合强度在老化1-4周期变化显著。随老化周期的延长,BPF树脂胶膜表面粗糙度不断增大,逐渐出现颗粒和孔洞;树脂分子结构中的亚甲基桥和醚键桥逐渐减少,醛类和酸类结构逐渐增多。相比于酚醛树脂(Phenol-formaldehyde resin,简称PF树脂),老化处理7周期后,BPF树脂胶合强度损失率较小,表面粗糙度和亚甲基桥减小程度较低。(2)随着地采暖温度的升高,BPF树脂胶合板初始甲醛释放量值、甲醛释放增长速率和平衡甲醛释放量值都显著增大。热解油的加入可以减弱温度对胶合板甲醛释放量的增大作用,并随着热解油替代苯酚比例的增加,减弱效果越明显。结构分析表明,胶合板初始甲醛释放主要来自于胶合板内的游离甲醛,后续的甲醛释放则是因为树脂的老化。(3)经紫外光加速老化仪老化960h后,随着热解油替代苯酚比例的增加,BPF树脂胶合板胶合强度损失率减小,树脂胶膜表面老化程度和O/C比例降低;随着NaOH添加量的增加,胶合板胶合强度损失率基本不变,树脂胶膜表面的老化程度先减小后增大;随着反应温度的升高,胶合板胶合强度损失率减小,树脂胶膜表面老化程度减小。不同合成工艺对树脂老化性能影响程度从大到小依次为热解油替代苯酚比例、反应温度和NaOH添加量。(4)比较五种不同老化条件,老化960 h后,湿热环境对BPF树脂制备的胶合板和胶膜质量损失影响最大,老化仪环境对胶合板胶合强度、树脂胶膜表观形貌和树脂胶膜表面O/C比例影响最大。综合老化(湿热和老化仪)比单一老化(水、热和紫外光)对树脂老化性能影响较大,单一老化中水对BPF树脂老化性能影响较大。在水浸泡、湿热和老化仪环境下老化960 h后,BPF树脂的老化程度低于PF树脂。(5)比较五种热解油模型化合物制备的BPF树脂,老化960 h后,无酚模型物制备的BPF树脂胶合板胶合强度损失率最大,无酮模型物制备的BPF树脂胶膜表观形貌老化程度最大。结构分析表明,热解油中的酚类和酮类物质对BPF树脂合成反应具有积极作用,而醛类和酸类物质则具有消极效果。但老化960h后发现热解油各组分均有助于改善BPF树脂的老化性能。
【学位单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS653.3
【部分图文】：

的病菌蔓延，室内环境更加卫生清洁（刘东、王林忠等，２０１６；何恒，２０１２）。空气??对流的减弱，也会减少水分的流失，克服了传统供暖室内燥热等缺点。地采暖房间内??温差小且分布均匀，在高度方向上呈现符合人体生理的负温度梯度（图１－２）（何昕??漾，２０１７；王凯乐，２０１３：何恒，２０１２）。并且，地采暖系统运行过程无噪声，营造??７安静的室内环境。??３??

２．３．１胶合强度变化??ＢＰＦ树脂和ＰＦ树脂胶合板经煮沸一干燥循环加速老化方法处理后，其胶合强度??变化情况见图２－１。??１．４０?Ｉ???人?■?ＢＰＦ??ｒ．?＼??Ｓ?１１０??！．〇〇?－?—？??０．９０??＞?■■■１?１?？?，?？?１?１？?Ｉ???０１２３４５６７８??老化周期??图２－１?ＢＰＦ树脂和ＰＦ树脂胶合板胶合强度变化图??Ｆｉｇ．２－１?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｎ?ｂｏｎｄｉｎｇ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｏｆ?ｐｌｙｗｏｏｄ?ｗｉｔｈ?ＢＰＦ?ａｎｄ?ＢＦ?ｒｅｓｉｎｓ??２０??

??由图２－１可知，随老化周期的不断增加，ＢＰＦ树脂和ＰＦ树脂制备的胶合板胶合??强度都呈先增加再快速减少后变缓减少的趋势。胶合板胶合强度主要变化周期发生在??老化１？４周期。当胶合板经１个老化周期处理后，试样的胶合强度增大，这是因为老??化试验中的高温引起了树脂再次固化（Ｈｕ、Ｚｈａｏ等，２０１４）。ＢＰＦ树脂胶合扳再固??化现象要比ＰＦ树脂胶合板明显且持续时间较长，这可能是因为热解油中的某些未反??应组分与木材中物质发生反应，形成了化学键。当经过２个老化周期处理后，试样的??胶合强度降低，说明再固化过程己经结束或者老化所引起的胶合强度减小的效果己大??于胶黏剂再固化所造成的胶合强度增大的效果。老化８个周期后，ＢＰＦ树脂胶合板胶??合强度损失率为１８．４５?％，要低于ＰＦ树脂的胶合强度损失率（１９．４７％），说明ＢＰＦ??树脂在煮沸一干燥环境下的耐老化性能要优于ＰＦ树脂。??２．３．２扫描电镜（ＳＥＭ）分析??图２－２是ＢＰＦ树脂和ＰＦ树脂胶膜随煮沸一干燥循环加速老化方法处理周期的表??观形貌变化。??■■■■Ｉ??圓??未老化?老化１周期?老化４周期?老化７周期??图２－２?ＢＰＦ树脂和ＰＦ树脂随老化时间的ＳＥＭ变化图（５００倍）??Ｆｉｇ．２－２?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｎ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ａｄｈｅｓｉｖｅ?ｆｉｌｍｓ?ｗｉｔｈ?ＢＰＦ?ａｎｄ?ＰＦ?ｒｅｓｉｎｓ?（ｘ?５００）??由图２－２可知
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;为何三层实木复合地板能在中国市场飞速发展?[J];中国人造板;2018年06期

2 ;三拼花三层实木复合地板 流行是为了更好地回归[J];中国人造板;2017年04期

3 苏展;;多层实木复合地板6σ管理方案的研究[J];时代经贸;2017年21期

4 苏展;金月华;李黎;;多层实木复合地板辊涂线优化参数方案[J];木材加工机械;2017年03期

5 苏展;金月华;李黎;;多层实木复合地板加工质量问题的统计及分析[J];林产工业;2017年09期

6 ;我国三层实木复合地板消费群体的变化趋势[J];中国人造板;2015年10期

7 ;全球实力,专注实木——圣象三层实木复合地板的全球资源整合[J];中国人造板;2015年11期

8 李军伟;;二层实木复合地板结构设计与生产工艺研究[J];林业机械与木工设备;2016年06期

9 ;高品质装修已经到来,三层实木复合地板成为必选[J];中国人造板;2016年05期

10 钟伟;高雅;纪娟;蒋小冰;;云杉芯板热处理对三层实木复合地板性能的影响[J];木材工业;2016年06期

相关博士学位论文 前2条

1 虞宇翔;地采暖实木复合地板用BPF树脂老化性能及机理研究[D];北京林业大学;2019年

2 贾翀;环保型抗菌实木复合地板的研究[D];南京林业大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 王惠芸;非对称多层实木复合地板变形及控制的研究[D];南京林业大学;2018年

2 王舒婷;实木复合地板工艺及性能表征[D];福建农林大学;2016年

3 张迟伟;高稳定性多层实木复合地板制造技术研究[D];南京林业大学;2010年

4 龙海蓉;桉木实木复合地板的研究[D];南京林业大学;2013年

5 唐雁;家具脚轮对实木复合地板表面损伤的研究[D];南京林业大学;2009年

6 贾竹贤;酚醛胶实木复合地板及基材有机挥发物释放[D];中国林业科学研究院;2009年

7 戴振宇;低施胶量环保多层实木复合地板的研究[D];南京林业大学;2015年

8 方萍;实木复合地板凹凸表面热压工艺研究[D];北京林业大学;2015年

9 赵祜;实木复合地板面层裂纹产生原因及工艺改进研究[D];南京林业大学;2007年

10 薛丽丹;5种木材表面特性对多层实木复合地板胶合性能影响的研究[D];南京林业大学;2007年

本文编号：2888749