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三聚氰胺—脲醛树脂共聚改性的研究

郑云武  
【摘要】: 脲醛树脂(UF)胶黏剂因其原料来源丰富、成本低廉以及良好的胶合性能,在木材加工行业得到广泛的应用,但它也存在一些缺点,如不耐沸水、胶层易老化以及在生产和使用过程中存在着严重的甲醛污染问题。因此,针对上述缺点,用一定量的三聚氰胺进行共聚改性,改性后的UF既兼具了MF的优点,又弥补了自身的缺点。 在水泥模板和多层实木复合地板生产中,为了使产品达到准耐水级,需要使用酚醛树脂胶黏剂。在降低成本且保证产品质量的前提下,可以采用三聚氰胺改性脲醛树脂。为使产品达到耐水级的要求,一般采用先共聚再共混的方法。在简化生产工艺的前提下,本文采用“一步法”,即利用三聚氰胺与尿素及甲醛进行共聚改性,探讨三聚氰胺的添加量、添加阶段、甲醛和尿素的物质的量比及缩聚阶段甲醛和尿素的物质的量比的不同对胶合板的物理力学性能的影响,同时利用DSC, FTIR, GPC, TGA以及TBA等现代分析手段对树脂及其固化物的固化温度,合成树脂的分子量与分布,分子结构,固化物的稳定性以及固化反应历程进行了研究,结果表明: 随着n(F):n(U1)以及三聚氰胺加入量的增加,胶合强度增加,甲醛释放量明显的降低;n(F):n(U)的升高,胶合强度以及甲醛释放量都明显提高;二次投料可以有效降低甲醛释放量。固化体系不同,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存在一定的差异。对A固化体系(氯化铵、甲酸)而言,其峰值温度最低,固化速率最快,固化比较完全,耐热性比较高,胶合强度最好;随着缩聚阶段n(F):n(U1)比例的增加,固化物的胶合强度增加、甲醛释放量降低。当n(F):n(U)=1.3:1、n(F):n(U1)=1.9:1,三聚氰胺的加入量为16%(占胶液总量)和V(A固化剂):m(胶液)=6mL:100 g,胶合板的综合性能最好;此时,胶合板胶合强度达到GB/T 9846.3-2004Ⅰ类板的要求(0.80 MPa),甲醛释放量(为0.35 mg/L)达到了GB/T 9846.3-2004 E0级的国家标准。 工艺不同,MUF树脂其分子结构不同,MUF树脂在合成过程中各阶段的Mw和Mn的变化趋势趋于一致。均呈现出先增加后降低的趋势。缩聚摩尔比不同,其分子量起伏变化不同,随着缩聚阶段摩尔比的增加,其分子量增加,分布系数降低,而且,二次投料致使分子量分布变宽,分子量分布不均衡,缩聚阶段摩尔比对混合物中高分子级分(M104)的影响不是特别显著,但对低分子(M340)的影响比较显著。


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