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

1、我國人造板產(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4.8％。人造板所用膠黏劑主要為脲醛（UF）樹脂，占木材膠黏劑總消耗量的70%以上。UF樹脂具有原料充足、價格低廉等優(yōu)點，但其膠接人造板存在甲醛釋放和防水性差的問題。近年來，國家、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樹脂膠接人造板的甲醛釋放，提高濕強(qiáng)度，同時保持成本優(yōu)勢一直是UF樹脂研究領(lǐng)域的一個重要方向，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樹脂及三聚氰胺改性脲醛（UMF）樹脂的合成工藝、結(jié)構(gòu)和性能。具體研究樹脂合成工藝、三聚氰胺加入點等因素對樹脂基本性能的影響以及在新工藝下合成的高醚UMF樹脂的結(jié)構(gòu)及其膠接人造板的性能。樹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、，此條件可增加樹脂中亞甲基醚鍵的含量。UMF樹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樹脂。分別采用13C核磁共振（13C NMR）和熱重（TG）分析表征了樹脂的化學(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)，可同時增加樹脂中的線性及環(huán)狀亞甲基醚鍵的含量。與常規(guī)樹脂相比，高醚樹脂固化時間、適用期和貯存期均較長，游離甲醛含量較低，耐水性較好，1.05摩爾比的高醚UF樹脂膠接膠合板的濕剪切強(qiáng)度可達(dá)到0.75MPa，符合國家標(biāo)準(zhǔn)對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羥甲基化較充分，產(chǎn)物縮合增加了樹脂中線性亞甲基醚鍵含量，樹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，因此樹脂中剩余羥甲基含量增加。合成的UMF樹脂膠合強(qiáng)度和耐水性較高；在酸性縮聚階段末期加入時合成的UMF樹脂膠接人造板的甲醛釋放量較低。
　　3.三聚氰胺在UF樹脂合成反應(yīng)末期加入時，沒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脂中，沒有參與樹脂的主體結(jié)構(gòu)形成。

6、
　　4.高醚UMF樹脂的膠合強(qiáng)度和耐水性隨三聚氰胺加入點的后移而逐步降低，但對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，采用高醚工藝合成的UMF樹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樹脂具有較常規(guī)樹脂不同的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，在人造板生產(chǎn)實踐中，可通過改變固化劑種類，優(yōu)化熱壓工藝，充分利用這類樹脂的特性，發(fā)揮其優(yōu)勢，對生產(chǎn)實踐將具有重要