论文部分内容阅读
快速热裂解生物油替代苯酚制备生物油酚醛树脂胶（Bio-oil Phenol Formaldehyde Resin,BPF）是目前改性酚醛树脂胶（Phenol Formaldehyde,PF）最具前景的途径之一。但目前关于生物油酚醛树脂胶合板（Bio-oil Phenol Formaldehyde Plywood,BPFP）环保安全性能方面的研究不多,随着人们环保意识的提高,要推进BPFP市场化应用,对于BPFP环保安全性能的研究必不可少。本研究采用顶空进样的方法,通过气相质谱连用仪（GC/MS）快速检测BPFP和PFP（Phenol Formaldehyde Plywood,PFP）中游离甲醛和总挥发性有机物（Total volatile organic compounds,TVOC）含量,分析快速热裂解生物油对BPFP环保安全性能的影响,并通过正交试验设计来研究生物油替代率、n（F/P）、涂胶量、热压温度、热压时间和热压压力等6个工艺参数对BPFP中游离甲醛和TVOC含量的影响。本文主要结论如下:（1）在PF和BPF制备工艺完全相同的情况下,BPFP中游离甲醛的含量约为PFP的4倍左右,通过分析生物油成分得出以下四点原因:第一,快速热裂解生物油中含有多种非酚类物质;第二,快速热裂解生物油中的酸性化合物会影响催化剂的效果;第三,快速热裂解生物油中的部分酚类物质的活性位点被其它官能团个别或者全部被取代;第四,快速热裂解生物油中的酚类物质都属于大分子物质,相对分子质量都大于苯酚。以上四方面原因造成了相比PF,BPF的合成过程中甲醛使用量相对过量,并且生成了更多不稳定的化合物,从而使得BPFP中游离甲醛含量增多。通过分析制胶和热压阶段的工艺参数对BPFP中游离甲醛含量的影响可知,适当降低甲醛和苯酚的摩尔比、提高催化剂使用量、升高热压温度和时间可以降低BPFP中游离甲醛含量。（2）在PF和BPF制备工艺完全相同的情况下,BPFP中共有35种挥发性有机化合物（Volatile organic compounds,VOC）,约是PFP的1.75倍,在这35种VOC中,24种VOC受到快速让热裂解生物油的影响,占比达到68.6%。BPFP中TVOC含量相比PFP下降很多,40%BPFP的TVOC含量最低,约为PFP中TVOC含量的15.1%。此外,VOC致癌性分析结果表明,BPFP中的35种VOC共有5种属于（可能）致癌性物质,PFP中共有3种,但多出的两种VOC含量非常低。非致癌性分析结果表明,生物油对胶合板安全性能的影响较小。（3）制胶阶段和压板阶段的6个因素对BPFP中游离甲醛含量的影响从小到大依次是:涂胶量<生物油替代率<热压时间（F/P）<热压压力<热压温度,对TVOC含量的影响从小到大依次是:热压压力<涂胶量<热压时间<热压温度<生物油替代率（F/P）。这6个因素对BPFP中游离甲醛和TVOC含量的影响力度具有一定的差异性,差异主要来源于两方面:首先是由于甲醛相比其他VOC更易溶解于水,在热压阶段,胶合板内部蒸发或者分解产生的水蒸气在排出胶合板外部的时候,甲醛溶于水蒸气更快地排出在胶合板外,另一方面由于甲醛的挥发性比其它VOC好,易受温度的影响。