低摩爾比高醚三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂合成、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、我國(guó)人造板產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，2015年，產(chǎn)量接近2.87億立方米，比上年增長(zhǎng)4.8％。人造板所用膠黏劑主要為脲醛（UF）樹(shù)脂，占木材膠黏劑總消耗量的70%以上。UF樹(shù)脂具有原料充足、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，但其膠接人造板存在甲醛釋放和防水性差的問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)家、地方、行業(yè)、企業(yè)相繼發(fā)布了新的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，使人造板甲醛釋放限量進(jìn)一步降低。研究降低UF樹(shù)脂膠接人造板的甲醛釋放，提高濕強(qiáng)度，同時(shí)保持成本優(yōu)勢(shì)一直是UF樹(shù)脂研究領(lǐng)域的一個(gè)重要方向，也是主要目標(biāo)

2、。
　　本課題在前期工作的基礎(chǔ)上，研究低摩爾比（1.05）高醚含量 UF樹(shù)脂及三聚氰胺改性脲醛（UMF）樹(shù)脂的合成工藝、結(jié)構(gòu)和性能。具體研究樹(shù)脂合成工藝、三聚氰胺加入點(diǎn)等因素對(duì)樹(shù)脂基本性能的影響以及在新工藝下合成的高醚UMF樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)及其膠接人造板的性能。樹(shù)脂合成工藝分別采用常規(guī)和高醚工藝，其中常規(guī)工藝為傳統(tǒng)的堿-酸-堿三步合成法；高醚工藝采用2.7的較高甲醛/尿素（F/U）初始摩爾比，并在pH為3.0的較強(qiáng)酸性條件下進(jìn)行縮聚反應(yīng)

3、，此條件可增加樹(shù)脂中亞甲基醚鍵的含量。UMF樹(shù)脂中三聚氰胺加入量為尿素用量的5%，分別在加成反應(yīng)初期，第一次縮聚反應(yīng)末期和第二次縮聚反應(yīng)末期加入?；谝陨弦蛩睾妥兞抗埠铣闪?種不同結(jié)構(gòu)與性能的UF及UMF樹(shù)脂。分別采用13C核磁共振（13C NMR）和熱重（TG）分析表征了樹(shù)脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性。壓制了三層結(jié)構(gòu)膠合板并測(cè)試了板材力學(xué)性能及甲醛釋放量。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：
　　1.在采用2.7的初摩爾比，并在pH為3.0的酸性條件下進(jìn)行縮

4、聚反應(yīng)，可同時(shí)增加樹(shù)脂中的線性及環(huán)狀亞甲基醚鍵的含量。與常規(guī)樹(shù)脂相比，高醚樹(shù)脂固化時(shí)間、適用期和貯存期均較長(zhǎng)，游離甲醛含量較低，耐水性較好，1.05摩爾比的高醚UF樹(shù)脂膠接膠合板的濕剪切強(qiáng)度可達(dá)到0.75MPa，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)II類膠合板的要求，但其膠接人造板的甲醛釋放量較高。
　　2.三聚氰胺在堿性加成階段初期加入時(shí)羥甲基化較充分，產(chǎn)物縮合增加了樹(shù)脂中線性亞甲基醚鍵含量，樹(shù)脂中不存在游離或低取代三聚氰胺。由于三聚氰胺與甲醛的充分

5、結(jié)合，導(dǎo)致尿素與甲醛羥甲基化程度下降，縮合生成亞甲基數(shù)量減少，因此樹(shù)脂中剩余羥甲基含量增加。合成的UMF樹(shù)脂膠合強(qiáng)度和耐水性較高；在酸性縮聚階段末期加入時(shí)合成的UMF樹(shù)脂膠接人造板的甲醛釋放量較低。
　　3.三聚氰胺在UF樹(shù)脂合成反應(yīng)末期加入時(shí)，沒(méi)有明顯改變體系中亞甲基醚鍵總量和羥甲基總量。但I(xiàn)類羥甲基含量增加，II類羥甲基含量減少。43%-46%的三聚氰胺以游離態(tài)或低羥甲基化物的形式存在于液體樹(shù)脂中，沒(méi)有參與樹(shù)脂的主體結(jié)構(gòu)形成。

6、
　　4.高醚UMF樹(shù)脂的膠合強(qiáng)度和耐水性隨三聚氰胺加入點(diǎn)的后移而逐步降低，但對(duì)膠接人造板的甲醛釋放量影響不大。在1.05摩爾比下，當(dāng)三聚氰胺在加成反應(yīng)初期加入時(shí)，采用高醚工藝合成的UMF樹(shù)脂膠接膠合板濕剪切強(qiáng)度最高可達(dá)1.06MPa。
　　綜上所述，本文中合成的高醚UF及UMF樹(shù)脂具有較常規(guī)樹(shù)脂不同的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，在人造板生產(chǎn)實(shí)踐中，可通過(guò)改變固化劑種類，優(yōu)化熱壓工藝，充分利用這類樹(shù)脂的特性，發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐將具有重要