木質素酚醛樹脂膠粘劑的制備及其性能研究.pdf

1、酚醛樹脂具有卓越的粘附性、優(yōu)良的耐火性和阻燃性等一系列優(yōu)異的性質，因此被廣泛應用于各行各業(yè)，然而其原料苯酚和甲醛都來自石油化工業(yè)，具有不可再生的缺點，鑒于石油的日益枯竭和化石原料價格上漲，人們一直在尋找一種可再生原料生產酚醛樹脂。生物質資源中，木質素是廣泛存在于植物細胞壁中的一種天然高分子，它是自然界中儲量僅次于纖維素的第二大可再生資源。木質素的合理、高效利用，對環(huán)境和經濟都有著重要的意義。由于天然木質素和酚醛樹脂都具有相似的網狀結構，

2、結合木質素在植物細胞壁中表現出來的粘結作用，將其用于制備具有研究價值。本論文主要工作如下:
　　木質素酚醛樹脂膠粘劑制備工藝的優(yōu)化。木質素來源不同，其結構差異也較大，將其用于合成酚醛樹脂膠粘劑也需要不同的工藝條件。本文以玉米秸稈木質素為原料，采用共聚的方法，直接將其用于制備木質素酚醛樹脂膠粘劑。采用粘度、固含量、游離甲醛、膠合強度等參數作為木質素酚醛樹脂膠粘劑的評價指標，對木質素酚醛樹脂膠粘劑的制備工藝進行優(yōu)化，優(yōu)化后的制備工藝為

3、:堿用量為10％;醛酚摩爾比為1.8∶1;反應時間為4h;木質素添加量為25％，在此工藝下，木質素酚醛樹脂膠粘劑的粘度為70 mPa.s，固含量為40.9％，游離甲醛含量為0.131％，所壓制膠合板的膠合強度為0.72±0.2 MPa，均達到GB/T14732及GB/T9846-2004的要求。
　　在研究中發(fā)現木質素添加量超過40％后，木質素酚醛樹脂膠粘劑的膠合強度已經低于國標，因此需要對木質素進行增活，以期制備性能優(yōu)良的木質素

4、酚醛樹脂膠粘劑。
　　本文首先采用酚化或羥化的方法活化木質素，對活化后的酚化木質素及羥甲基化木質素進行紅外光譜分析和定量測定，表明兩種活化手段分別將苯酚或甲醛引入木質素結構中。所制備的活化木質素酚醛樹脂膠粘劑的粘度、固含量與酚醛樹脂接近，而游離甲醛含量偏高。酚化活化后木質素的酚羥基含量由4.06％增加至4.36％，酚化木質素酚醛樹脂的膠合強度也沒有明顯增加;經羥甲基化后，木質素的羥值從由48.74mgKOH/g增加至207.89

5、mgKOH/g，羥甲基木質素酚醛樹脂膠合強度由0.72 MPa增加至1.15 MPa。
　　本文進一步研究在亞臨界水的條件下液化木質素，并將液化木質素用于制備酚醛樹脂。發(fā)現260℃、3.4 MPa時，木質素主要被液化為酚、醛、酮類有機物，液化產物乙酸乙酯可溶部分中，酚類化合物的相對含量在70％以上。延長反應時間或增大反應壓強都有利于木質素的液化。制備得到的液化木質素酚醛樹脂膠粘劑的物理性能與酚醛樹脂接近，其中液化木質素的添加量可達