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室内人造板胶粘剂用酚醛树脂的制备及其固化性能研究

胥慧君  
【摘要】:热固性酚醛树脂是一种由酚类物质和醛类物质在碱催化作用下缩聚而成的产物,具有优异的胶接强度、良好的化学稳定性、耐热性、耐水性、阻燃性和成型加工性等优点,在家具制造以及室内装饰的胶合板、刨花板等人造板有着广泛的应用。然而,由于热固性酚醛树脂中游离酚和游离醛难以消除,对环境形成严重污染,更加威胁了人类的身体健康。此外,热固性酚醛树脂还存在硬脆性较大、易龟裂、与脲醛树脂相比固化速度较慢,固化温度较高等缺点。因此,制备环保友好且性能优良的酚醛树脂胶粘剂具有重要意义。本文以苯酚和甲醛为原料,氢氧化钡为碱性催化剂,合成了热固性酚醛树脂。探索了合成参数、改性剂和处理手段对树脂游离苯酚和甲醛含量的影响。利用NaOH和HN03对粒状活性炭(GAC)进行改性,通过BET氮气吸附法和Boehm滴定法对改性前后GAC的孔结构和表面官能团进行表征,同时研究了改性GAC用量、吸附时间和吸附温度对热固性酚醛树脂中游离甲醛吸附性能的影响,并比较了两种改性GAC的吸附效果。然后通过三聚氰胺对酚醛树脂进行改性改善其固化性能,通过DSC分析了改性树脂的固化反应及其动力学,并研究了三聚氰胺对酚醛树脂粘结性能和热稳定性能的影响。结果表明:(1)通过对合成参数和尿素用量的研究,得到较佳的合成工艺,所制得的酚醛树脂中游离苯酚和游离甲醛含量均降至0.3%以下。(2)经NaOH改性的活性炭的孔结构和表面官能团变化较小,而经HNO3改性的活性炭的孔结构明显改善,比表面积和表面官能团含量均增大。改性活性炭对热固性酚醛树脂中的游离甲醛具有较好的吸附效果,且经HN03改性的活性炭的吸附性能优于经NaOH改性的活性炭。(3)利用三聚氰胺对热固性酚醛树脂进行改性,采用非等温DSC法研究酚醛树脂改性前后的固化反应,通过kissinger法与Ozawa法研究反应动力学,改性后表观活化能降低,固化反应更易进行;添加三聚氰胺可以明显降低酚醛树脂的固化温度,缩短了固化时间。


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