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低甲醛释放脲醛树脂固化反应历程研究

朱丽滨  
【摘要】:我国目前人造板生产量已超过4500万m~3,基本上都使用脲醛(UF)树脂胶粘剂,并且多使用高甲醛释放量的UF树脂,造成甲醛释放量超标,严重污染生产环境与木材胶合制品的使用环境,已经成为严重的社会问题。为此,国家于2002年1月公布了“室内装饰装修材料人造板及其制品甲醛释放限量”强制标准,限制人造板生产企业必须使用低甲醛释放的UF树脂。因此,研究低甲醛释放UF树脂的固化反应机理,是关系到我国人造板工业发展的应用基础理论问题,也是影响低甲醛释放UF树脂胶粘剂深度开发和广泛应用的瓶颈性问题。 本论文通过研究不同合成工艺、不同改性方法所合成的3种典型低甲醛释放UF树脂在不同固化反应体系条件下的固化反应机理和胶接性能,揭示了低甲醛释放UF树脂的固化特性。特别是针对通常情况下低F/U摩尔比UF树脂固化速度慢、胶接性能不理想的问题,可以通过合成工艺和改性剂以及不同固化体系得以解决。在典型配方基础上开发的低甲醛释放UF树脂胶粘剂已部分用于人造板生产。 本文利用现代仪器分析方法(~(13)C NMR、TBA、DSC、DMA和~(13)C CP/MAS NMR等)对3种低甲醛释放脲醛树脂胶粘剂的固化反应历程、固化产物的化学结构、甲醛释放规律、物理力学性能进行了较详细的研究。不同固化体系下三种低甲醛释放UF树脂固化产物的化学结构有所不同。不添加固化剂时,UF树脂固化产物中亚甲基醚含量低,羟甲基含量高,其固化交联反应程度低,甲醛释放量也高。添加固化剂后,UF树脂固化产物中羟甲基含量普遍降低,亚甲基醚含量提高,说明固化剂的加入促进了树脂的交联固化反应。不同固化体系对不同种类UF树脂的固化效果不同,固化后树脂的结构不同,其力学性能和甲醛释放能力也不同。研究结果全面揭示了UF树脂胶粘剂的固化反应历程和固化树脂的特性,对低甲醛释放UF树脂胶粘剂的推广应用具有重要的实际指导作用。 降低产品成本是企业和科研人员共同追求的目标之一。本研究在3种配方中通过改性开发出一种低成本低甲醛释放UF树脂胶粘剂,开辟了一条新的UF树脂改性途径,具有广阔的应用前景。 通过对低甲醛释放UF树脂固化反应历程和固化特性等的研究为确定低甲醛释放


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