随着人们生活水平与环保意识的提高,淀粉基水性高分子异氰酸酯(API)木材胶黏剂(简称淀粉基API)越来越广泛地应用于木材行业。本文针对传统淀粉基胶黏剂的耐水性差等缺点,先对淀粉进行改性处理,再制备淀粉基API。另外受使用环境影响,淀粉基API的胶接制品的性能下降,影响其使用,揭示环境因素如湿与热作用于木制品的机制和规律性,能进一步完善淀粉基API耐老化性能,提高其胶合制品的耐久性。论文先对淀粉进行酸解氧化处理,制备改性淀粉,再以改性淀粉、丁苯橡胶(SBR)、聚乙烯醇(PVA)和异氰酸酯(P-MDI)为主要因素,所制备胶合木的压缩剪切强度为衡量指标,优化出淀粉基API的最佳合成方案,采用化学分析和仪器分析法对其性能进行了表征；分析了老化处理条件对淀粉基API及其胶接制品的影响；揭示了不同表面处理方法对淀粉基API的胶接性能的影响；揭示了淀粉基API的服役期,预测淀粉基API胶接木制品的使用期限。具体研究内容如下：(1)采用过硫酸铵对玉米淀粉进行氧化处理,之后加入乙二醇和马来酸酐制备改性淀粉,以改性淀粉、SBR、PVA和P-MDI为影响因素,以胶合木的压缩剪切强度为指标,设计正交试验,优化淀粉基API合成配方。结果表明：按最佳方案合成的淀粉基API,所制备的胶合制品的压缩剪切强度完全满足JIS-K6806的要求。同时采用化学分析和扫描电镜(SEM)和傅立叶红外(FT-IR)对改性淀粉和淀粉基API的性能进行表征。结果表明其理化性能指标能满足标准和实际使用需求。SEM分析表明：酸解氧化对原淀粉表面进行了一定的破坏,合成主剂过程中淀粉参与反应且生成物依附在淀粉表面；淀粉基API的合成使淀粉分子之间更紧密的结合在一起。FT-IR分析结果表明：对淀粉进行酸解氧化处理只是增加了玉米淀粉的反应活性,并未改变其结构形式,而在主剂和淀粉基API的谱图中都有新的吸收峰生成,说明合成过程中发生了化学反应。(2)对淀粉基API和市售API胶膜进行加速老化和湿热老化处理,采用FT-IR、热重(TG)、差示量热扫描(DSC)、SEM和能量分析光谱仪(EDS)对胶膜进行结构表征。FT-IR表明,未处理的胶膜中含有大量的未反应异氰酸酯基,处理后的胶膜中异氰酸酯基均在不同的周期后消失。从质量损失角度分析了淀粉基API的耐久性,老化处理方式不同,胶膜的热稳定性不一样,湿热老化处理温度越高,胶膜越稳定。另外处理后的胶膜降解速度也不同,在相同质量损失前提下,不同湿热老化处理温度下,胶膜的降解速度不一样；而在同一个湿热老化温度下,不同处理周期的胶膜降解速度基本相同。分析了不同湿热老化温度下淀粉基API的玻璃化转变温度的变化,结果表明随着湿热老化温度升高和湿热老化周期的延长,淀粉基API的玻璃化转变温度都在降低。从胶合制品的胶接性能分析老化处理效果,结果表明,未处理的试样随着放置周期增加初期压缩剪切强度增加后来趋于稳定,加速老化处理后的试样强度下降比湿热老化处理快,而在不同湿热老化处理温度下,随着处理温度升高,压缩剪切强度下降速度增快。随着湿热老化温度升高和老化周期的延长,淀粉基API粘接接头破坏在不同程度的增加。EDS分析表明粘接接头中氧元素含量随着湿热老化处理温度和老化周期的变化而产生不同的变化,说明在湿热老化过程中水分扩散到粘接接头内部。随着湿热老化温度升高和老化周期延长,淀粉基API的吸水率也在增加。(3)采用表面处理可以提高粘接接头的耐久性。对基材分别进行了砂纸打磨、化学氧化和偶联剂处理,分析不同处理方法对淀粉基API胶接性能的影响。处理工艺参数分别是砂纸1000目,化学氧化剂浓度为20%,偶联剂浓度3%,木材表面经过这样处理后,能提高其胶接性能。经过X—射线光电子能谱(XPS)分析,砂纸打磨只是改变木材表面粗糙度,其成分并未发生变化,化学氧化处理改性木材表面的极性,偶联剂处理在木材表面形成过渡层,两种方法处理后木材表面元素的价态和含量都发生了变化。FT-IR分析表明,砂纸打磨的试样保留着未处理木材所具备的特征峰,而经过化学氧化和偶联剂处理的木材,有些特征峰会消失。表面处理的木材进行湿热老化处理后,粘接接头的吸水率下降,下降幅度顺序是偶联剂>化学氧化>砂纸打磨,同时粘接接头的破坏形式也不相同。(4)水分在表面处理后的粘接接头中扩散系数降低,说明表面处理能有效降低水分在粘接接头中的扩散速率。因此,表面处理能够提高粘接接头的耐久性。推导出湿热老化温度与API粘接接头达到服役期的关系式,计算粘接接头在不同湿热老化条件下达到服役期需要的时间。推导在不同湿热老化条件下粘接接头达到服役期时湿热老化温度与胶黏剂玻璃化温度和吸水率的关系式,计算不同湿热老化条件下粘接接头达到服役期时的玻璃化转变温度与吸水率的数值。