论文部分内容阅读
桉树资源丰富,广西每年桉树皮的数量为416万立方米,一直以来未得到有效利用,大部分作为燃料。桉树皮化学组成丰富,含有大量的多酚类物质,可部分替代苯酚制备酚醛树脂。正因为如此,桉树皮这种生物质资源,受到科研工作者的关注。本论文以桉树皮资源作为研究对象,对桉树皮提取物、桉树皮粉和桉树皮灰的化学组成进行分析;以桉树皮提取物、球磨桉树皮粉和偶联处理桉树皮灰为原料,制备改性酚醛树脂胶粘剂,并对胶粘剂的性能进行了表征。论文的主要研究内容及成果如下:（1）建立了桉树皮总酚含量和缩合单宁含量的测定方法:在最大吸收波长755nm下,用实验数据绘制出没食子酸含量-吸光度标准曲线,其回归方程为y=123.86x-0.0173,线性相关系数为0.9997。在最大吸收波长500nm下,用实验数据绘制出儿茶素含量-吸光度标准曲线,其回归方程为y=17.96x+0.0286,线性相关系数为0.9991;以标准曲线为基准,考察了提取次数与温度对提取物中总酚和缩合单宁含量的影响,结果表明:在提取温度为60℃,提取1次的条件下,提取物的总酚和缩合单宁含量分别为18.43mg/g、3.01mg/g;在提取温度为60℃,提取三次的条件下,提取物的总酚和缩合单宁含量分别为20.39mg/g、3.54mg/g;提取温度为100℃,提取一次的条件下,提取物的总酚和缩合单宁含量分别为39.29mg/g、13.81mg/g,说明提取次数的增加对提取物中总酚和缩合单宁含量影响幅度不大,提取温度影响较大。（2）用桉树皮提取物部分替代苯酚制备改性酚醛树脂木材胶粘剂（TPF）,实验结果表明:提取物的加入使TPF的粘度增加,贮存期变短,游离甲醛、游离苯酚含量下降;当苯酚替代率为15%时,胶合强度达到1.45MPa（未改性PF为1.36MPa）;FT-IR、1H-NMR、13C-NMR结果表明:提取物中的单宁,可能与羟甲基苯酚发生脱水缩合反应,生成了亚甲基键和亚甲基醚键;DSC结果表明:TPF和PF的固化均为放热反应,随着苯酚替代率的增加,固化放热峰值从131.7℃降低至124.7℃;（3）FT-IR结果表明:树皮粉在球磨作用下,在3420cm-1、2930cm-1、1630cm-1、1340cm-1、1250cm-1、1044cm-1处峰的吸收强度增大,说明树皮中的纤维素、半纤维和木质素之间的连接结构遭到破坏,产生了新的基团;SEM结果表明:球磨树皮粉形成了均匀细小的粉体。（4）用苯酚和树皮粉进行混合球磨（BPF-a1）及用苯酚和甲醛的缩聚物和树皮粉混合球磨（BPF-b1）分别制备改性酚醛树脂胶粘剂,研究结果表明:BPF与TPF具有相似的规律,树皮粉加入使粘度增加,游离甲醛、游离苯酚含量减少,BPF-b1和BPF-a1胶合强度分别达到1.49MPa和1.56MPa（未改性PF为1.36 MPa）;DSC结果表明:PF-a1和BPF-b1的固化峰值温度分别为129.6℃和125.8℃（PF固化峰值为133.6℃）;（5）XRD、XRF研究结果表明:桉树皮灰中Ca和Si元素含量分别为50.35%和12.52%,是桉树皮灰的主要元素,其中还含有Al、K、Mg、Fe、Cl、Mg、Mn,以及少量的P、S、Ti,这些元素在桉树皮灰中以CaCO3、SiO2、KCl形式存在。用氨基硅烷偶联剂Z6011对桉树皮灰进行偶联处理,将其与酚醛树脂胶粘剂共混改性。结果表明:当偶联桉树皮灰占总添加量的25%时,胶合强度可达1.65MPa（未改性PF为1.36MPa）,提高了0.29 MPa。DSC结果表明:偶联处理桉树皮灰改性酚醛胶粘剂的固化峰值温度为125.9℃（PF固化峰值温度132.6℃）,说明共混对固化有着一定的促进作用,可能是偶联处理桉树皮灰中的金属离子和引入的氨基对固化有一定的促进作用。