氧化淀粉改性低毒脲醛树脂的研究

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脲醛树脂胶黏剂(UF)是一种在木材加工行业被广泛应用的胶黏剂之一,其具有原料来源易得、低廉的成本以及良好的胶接性能等优点,但是它自身也存在着一些缺点,例如胶层容易老化、在生产和使用的过程中有比较严重的甲醛污染等问题,上述缺点也是在脲醛树脂胶慢慢发展历程中研究的热点。因此本试验尝试采用氧化淀粉对脲醛树脂进行改性,以试图克服上述缺点,使脲醛树脂的性能得到提升。试验采用氧化淀粉作为改性剂主要基于以下几点:首先,淀粉及其衍生物是一种非常环保的绿色胶黏剂,具有良好的粘接性和成膜性;其次,淀粉是一种来源非常广泛,价格低廉易得、对环境友好的天然高分子材料,具有无毒、无异味、无污染、可再生的特点;再次,在强调可持续发展战略的当下,随着石油资源的极尽枯竭,可再生的天然高分子物质必然会成为代替以石油为原料的化工产品的重要材料。本论文考虑到实际生产应用,首先以低毒脲醛树脂为基础,通过改变氧化淀粉的合成方法,优化出适合作为脲醛树脂改性剂的氧化淀粉合成工艺,具体方法为:以双氧水作为改性剂,在碱性条件下,氧化剂用量为8%,氧化时间为50min,糊化剂用量为8%,糊化时间为35min,制得的氧化淀粉改性脲醛树脂粘度适中,稳定性能较好,可以存放大约20-30天,其胶接强度可达到0.8MPa,胶合板的甲醛释放量在0.4mg/L左右,胶中的游离甲醛含量可以控制在0.2%,此数据以达到E1级标准。其次,文章研究了氧化淀粉的添加方法及添加量,对脲醛树脂的各项性能的影响。在脲醛树脂“碱-酸-碱”工艺的前提下,分析了氧化淀粉分别在反应前、中、后期加入和不同添加量(5%、10%、15%、20%)的变化情况,结果表明:在脲醛树脂的反应后期,加入15%(尿素总质量的百分数)的氧化淀粉,使得改性后的脲醛树脂的粘度易于对单板进行施胶,具有较高的储存稳定性,可存放时间在20-30天,胶液中的游离甲醛含量约在0.2%,胶合板的胶合强度大致为0.8MPa左右,甲醛释放量可以控制在0.5mg/L,此结果以达到了E1级胶合板的标准。最后,试验利用差式扫描量热仪,分别对氧化淀粉不同添加位置、氧化淀粉添加量和固化剂不同用量三个方面,对改性脲醛树脂固化特性进行研究,结果表明:UF反应后期加入氧化淀粉使温度曲线向高温去移动,随着氧化淀粉的添加量的增加温度曲线也会向高温区移动,但是固化剂的用量增加,会使温度曲线向低温区偏移。
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