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酚醛树脂是世界上最早进行工业化生产的一类石油基类胶黏剂,因其具有优异的耐候、沸水与胶接强度高等特点而被广泛用于户外人造板的生产。随着人们环保意识的不断增强以及石化资源的日益短缺,利用天然可再生资源替代部分石化原料制备高分子树脂已成为合成树脂研究与发展的一个重要方向。酶解木质素(Enzymatic Hydrolysis Lignin,简称EHL)是从植物秸秆发酵生产燃料丁醇、乙醇的残渣中分离得到,其构成结构单元与苯酚类似,含有酚羟基、邻位空位反应点,因而EHL可替代苯酚合成木质素—酚醛(LPF)树脂。由于木质素化学结构复杂,官能团的位阻效应使其反应活性远不及比苯酚,导致合成的LPF树脂中EHL含量不高、胶合性能较差、固化温度较高,因此,需要对EHL进行改性,提高其反应活性。本论文利用二价金属离子对酚环结构的定向催化效应,采用EHL为主要原料、氧化镁(MgO)为催化剂,将二氧六环纯化后的EHL进行定向羟甲基化反应,以提高EHL的聚合反应活性,通过考察MgO对EHL羟甲基化反应的定向催化效果,确定最佳工艺参数。在此基础上,引入苯酚、甲醛进行共缩聚反应合成木质素—酚醛(MLPF)树脂。运用正交试验设计方法,对MLPF树脂合成的工艺参数进行优化,并利用傅里叶红外扫描光谱仪(FT-IR)、碳13核磁共振(13C-NMR)、差示扫描量热仪(DSC)等表征手段研究树脂的化学结构、固化特性及其胶合板的胶接性能,为制备快速固化型MLPF树脂胶黏剂提供科学理论依据和技术路线。主要研究工作和结论如下:(1)系统研究了Mg2+对EHL羟甲基化反应的定向催化作用及反应历程。研究发现,Mg2+离子能够显著提高EHL羟甲基化反应速度,使反应时间由4h缩短至2h。DSC结果表明,EHL羟甲基化反应过程中生成大量的醚键,反应体系中树脂并未交联形成大分子结构;与对照试验相比,添加MgO能够有效地促进木质素羟甲基化反应,EHL羟甲基化程度提高,反应速率加快。利用13C-NMR发现MgO有利于木质素酚羟基邻位发生羟甲基化反应,反应体系中羟甲基酚的总量是无氧化镁(空白实验)的5.5倍,其中少量羟甲基酚发生自聚产生亚甲基键和亚甲基醚键。(2)研发了MLPF树脂。通过利用正交实验方法,优化MLPF合成工艺参数:F/P量比为1.9,MgO的添加量为1.5%和NaOH/P量比为0.9,所制备的MLPF树脂具有较优的胶合性能,湿胶合强度为0.81MPa。为实现树脂快速固化和降低游离甲醛含量,在此最优工艺基础上制备MLPUF快速固化树脂,当尿素添加量为6%,测得其湿胶合强度值为1.1MPa,凝胶时间为160s,贮存期为30天,粘度为654mPa·s,游离醛和酚分别为0.2%和0.25%,树脂具有较优的特性。(3)通过研究LPF、MLPF、MLPUF树脂化学结构和固化特性表明,MLPF树脂中一羟甲基酚、二羟甲基酚、亚甲基键的含量均高于空白实验,亚甲基醚键数值下降;MLPF树脂固化速度较快。随尿素添加量的增加,MLPUF树脂中亚甲基键、酚型共缩聚亚甲基键与羟甲基脲含量均升高,固化速度进一步加快;当尿素添加量为6%时,酚羟甲基含量为1.63,树脂性能最优。(4)MLPF、MLPUF树脂结构表明:MLPF树脂固化后表面有颗粒感;MLPUF树脂断面与MLPF树脂相比,无大颗粒,出现大量的类似蜂窝状小圆孔且均匀的分布在树脂表面。