環(huán)境友好型木材膠粘劑的研究現(xiàn)狀

1、環(huán)境友好型木材膠粘劑的研究現(xiàn)狀環(huán)境友好型木材膠粘劑的研究現(xiàn)狀0前言前言隨著木材加工行業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)木材工業(yè)用膠粘劑的需求量也大大增加。脲醛樹(shù)脂膠粘劑(ＵＦ)、酚醛樹(shù)脂膠粘劑(ＰＦ)、密胺樹(shù)脂膠粘劑(ＭＦ)以原料充足，價(jià)格低廉而被廣泛運(yùn)用于木材加工行業(yè)中，其中脲醛樹(shù)脂是最大一種膠粘劑，約占70%以上。但是，除耐水性差、儲(chǔ)存期短外，ＵＦ、ＭＦ、ＰＦ持續(xù)地釋放的甲醛，長(zhǎng)期地污染了室內(nèi)環(huán)境。例如，刨花板貼面書(shū)柜，三年后家具內(nèi)和家具外的甲醛

2、濃度為0.455ｍｇｍ3和0.098ｍｇｍ3。嚴(yán)重地影響了ＵＦ、ＭＦ、ＰＦ擴(kuò)大再生產(chǎn)。針對(duì)ＵＦ、ＭＦ、ＰＦ的不足，科技人員從樹(shù)脂的合成原理出發(fā)，對(duì)ＵＦ、ＭＦ、ＰＦ進(jìn)行低毒改性處理。與此同時(shí)，擴(kuò)大了膠粘劑的原料的來(lái)源，使膠粘劑工業(yè)向環(huán)境友好型發(fā)展。1脲醛樹(shù)脂低毒改性技術(shù)脲醛樹(shù)脂低毒改性技術(shù)尿素與甲醛的反應(yīng)機(jī)理非常復(fù)雜。傳統(tǒng)上脲醛樹(shù)脂膠粘劑采用弱堿—弱酸—弱堿工藝，通過(guò)加成—縮合反應(yīng)制得。反應(yīng)機(jī)理為:在反應(yīng)初期，甲醛和尿素在弱堿性條件下，發(fā)

3、生加成反應(yīng)生成一羥甲基脲。然后，一羥甲基脲在弱堿條件下，縮聚脫水，形成線型或支鏈型的脲醛樹(shù)脂，最后在弱堿條件下儲(chǔ)存?zhèn)溆?。由于在合成反?yīng)過(guò)程中，分子鏈中的某些增長(zhǎng)鏈段是通過(guò)形成甲醚鍵這類(lèi)副反應(yīng)來(lái)完成的，而在脲醛樹(shù)脂熱固化過(guò)程中，將產(chǎn)生熱分解而釋放甲醛。因此，釋放甲醛的原因?yàn)椋?1)樹(shù)脂合成時(shí)，余留未反應(yīng)的游離甲醛。(2)樹(shù)脂合成時(shí)，已參與反應(yīng)生成不穩(wěn)定基團(tuán)的甲醛，在熱壓過(guò)程中又釋放出來(lái)。另外，在樹(shù)脂合成時(shí)，吸附在膠體粒子周?chē)奄|(zhì)子化的甲醛

4、分子，在電解質(zhì)作用下，也會(huì)釋放出來(lái)。針對(duì)以上幾個(gè)方面的原因，國(guó)內(nèi)外科技人員緊緊圍繞脲醛樹(shù)脂的合成工藝，積極尋求和研究降低甲醛含量和釋放量的方法。大致分類(lèi)如下。1.1降低ＦＵ比降低ＦＵ比的本質(zhì)是運(yùn)用化學(xué)平衡原理，依靠增大反應(yīng)物尿素的量，從而提高甲醛的轉(zhuǎn)化率，達(dá)到減少膠液中游離醛的含量。但是ＦＵ摩爾比對(duì)膠粘劑的質(zhì)量影響極大，研究證明，摩爾比降低則膠粘劑羥甲基及游離醛含量降低，導(dǎo)致產(chǎn)品粘接力下降，儲(chǔ)存穩(wěn)定性差，摩爾比在1∶1.3～1∶1.5時(shí)

5、既有利于低醛化，又不會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。1.2分批加尿素尿素分多次加入是希望一開(kāi)始尿素與甲醛的摩爾比較高，有利于二羥甲基脲生成，有利于增加其膠合強(qiáng)度。另一方面，多次加入尿素，使后來(lái)尿素加入后，有效地與前面沒(méi)有反排放等問(wèn)題。1.6對(duì)脲醛樹(shù)脂木制品進(jìn)行后處理對(duì)甲醛系樹(shù)脂膠制得的木制品，可利用以下幾種后處理工藝，以達(dá)到其在加工或使用的過(guò)程中，減少甲醛釋放量的目的。(1)使用固態(tài)或水溶液型的捕捉劑。固體粉末可用撒布，溶液可用噴、浸、涂、刷等法處理，

6、然后將板作堆積。此類(lèi)捕醛劑包括:由銨鹽產(chǎn)生的氨作捕醛劑，由硫的含氧化合物作捕醛劑，由有機(jī)—ＮＨ基團(tuán)作捕醛劑等。(2)對(duì)板用氣態(tài)捕醛劑。用ＳＯ2氣體處理板材，經(jīng)過(guò)80小時(shí)的處理后，甲醛釋放量降低到原來(lái)的12。(3)涂飾法。在板上涂上某些涂料，例如聚氨基甲酸乙酯、環(huán)氧樹(shù)脂、醇酸酯等，能有效降低甲醛釋放量。例如，板用銨鹽處理后再涂上聚氨基甲酸乙酯，游離態(tài)甲醛含量由1.32%降低到0.5%。(4)貼面和封邊。用阻擋層材料可供選用并能達(dá)到滿意效果

7、。例如，亞硝酸氫鉀10%的水溶液50份和10%ＳＢＲ(苯乙烯和丁二烯的共聚物)乳液50份混合，用氣動(dòng)刮涂機(jī)涂刷在稱量為60ｇｍ2的上等紙上，涂層干重11ｇｍ2，即得到具有甲醛捕捉性能的紙。將該紙貼于家且內(nèi)側(cè)，可吸收家具釋放的甲醛。實(shí)驗(yàn)表明，在8升的聚氨酯的容器中(甲醛初始濃度為7105，放置2張20ｃｍ25ｃｍ的該捕捉紙，24小時(shí)后濃度減為6106，48小時(shí)后濃度降低為2107可見(jiàn)捕捉效果顯著。除了對(duì)脲醛樹(shù)脂進(jìn)行低毒改性外，也有不少文獻(xiàn)

8、報(bào)道對(duì)酚醛樹(shù)脂和密胺樹(shù)脂進(jìn)行低毒改性。盡管如此，都不能從根本上解決甲醛的釋放的問(wèn)題。與此同時(shí)，有人在充分利用森林資源，節(jié)省煤炭、化工原料方面取得重大進(jìn)展。2充分利用森林資源制造的膠粘劑充分利用森林資源制造的膠粘劑森林資源中剩余物豐富，其中樹(shù)木中的木素、單寧、樹(shù)葉都可以制造膠粘劑。這不僅解決了木材膠粘劑原料資源，而且緩解石油化工和煤炭市場(chǎng)緊張狀況，符合“綠色環(huán)?！鄙a(chǎn)工藝的重要發(fā)展方向。2.1木素膠粘劑木素為木材組織結(jié)構(gòu)中自有的。闊葉林中

9、含量可達(dá)19%～23%。針葉林含量較低些，在農(nóng)作物剩余物中可得到木素，如麥秸中含有22%～34%，棉桿中含22%，玉米桿含18.38%，甘蔗渣中含19.81%，高梁桿中含有22.52%。這類(lèi)剩余物大都是作燃料消耗，若能利用，對(duì)環(huán)境極有利。近半個(gè)世紀(jì)來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者，廣泛對(duì)木素進(jìn)行探索，知道木素屬芳香族化合物，合成時(shí)可取代苯酚制木材膠粘劑。若能與苯酚相互并用，效果更佳。70年代已將所制的膠用于刨花板中，效果斐然。木素的另一個(gè)重要來(lái)源，可由廢