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本课题在不改变骨胶主体结构的基础上,针对骨胶黏度随温度变化而发生大范围的变化,通过降解、交联、与脲醛树脂(UF)形成互穿聚合物网络(IPN)等多种反应对骨胶进行化学改性,改性后获得的新型骨胶胶黏剂具有常温下呈液态、稳定性好、拉伸强度高、干燥速度快、低温性能好等特点。
研究了以环氧氯丙烷接枝改性骨胶的制备工艺,通过对影响该合成工艺的各种因素如水胶比、酸解温度、加酸量、共聚温度、环氧氯丙烷用量等的分析,初步探讨确定了改性骨胶的最佳工艺。比较了改性前后骨胶凝固点、分子量分布的差别,同时通过红外表征,差示扫描量热(DSC)分析,热稳定性试验,以及初粘力测试和拉伸剪切强度试验,探讨其反应机理。所得到的改性骨胶粘合剂凝固点低,粘结强度高。
为了优化接枝共聚法改性骨胶的工艺,采用响应曲面法分析了pH值、交联剂质量分数及交联温度对于改性骨胶品质(粘度、拉伸强度、凝固点)的影响,并建立了相应的预测模型。方差分析的结果表明:pH值、交联剂质量分数及交联温度对于改性骨胶粘度、拉伸强度、凝固点这三项指标都有着极为显著的影响。优化所得的较优工艺参数为:pH值为6.5,交联剂质量分数为2.4%,交联温度为40℃。对应的粘度、拉伸强度、凝固点的预测值分别为:2.00 Pa·s、10.20 MPa和4.0℃。
初步探讨了改性骨胶对甲醛废气的吸附性能。采用分光光度法测定改性骨胶对甲醛蒸汽的吸附量,研究了吸附量与温度及时间的关系,并探讨了改性骨胶对甲醛的吸附机理,提出一种改性骨胶对甲醛吸附的测定方法。结果表明:在50℃、6h的吸附条件下,改性骨胶对甲醛蒸汽的吸附量最大,达52.1mg/g;改性骨胶的粒径对甲醛的吸附量的影响不太显著,这主要由改性骨胶本身的结构决定的;改性骨胶对甲醛的吸附主要是化学吸附,脱附过程中,甲醛余量与时间呈线性关系。
研究了化学改性骨胶加入脲醛(UF)树脂后形成的半互穿网络聚合物的胶合性能的影响。通过对改性胶黏剂的pH、黏度、固化时间、耐水性、拉伸剪切强度等性能的讨论。确定了改性骨胶/脲醛树脂量比关系对最终形成的半互穿网络聚合物的最优合成工艺,提高了改性骨胶的应用性能,同时骨胶有一定的甲醛吸附性,为扩大其应用范围提供了参考依据。UF胶以适当的比例添加才能起到良好的交联作用,形成性能优异的半互穿网络聚合物。骨胶与UF的混合应用使胶合板的强度和耐水性得到极大改善,为开发利用低成本高性能天然胶黏剂做出了有益的探索。