三聚氰胺-尿素-乙二醛共缩聚树脂的固化性能及结构分析

为降低木质人造板产生的游离甲醛对人体健康和环境造成的危害,本论文采用低毒且常温下不挥发的乙二醛(G)与三聚氰胺(M)和尿素(U)进行反应,制备三聚氰胺-尿素-乙二醛(MUG)共缩聚树脂。采用动态热力分析(DMA)方法研究了原料摩尔比、反应pH、反应温度、反应时间对MUG树脂固化性能的影响;采用^(13)C-NMR和XPS等分析手段对树脂结构进行表征;并以不同原料摩尔比的MUG树脂制备胶合板并测定其物理力学性能。结果表明:MUG树脂稳定性较好,常温下外观为金黄色透明液体;树脂的固含量及黏度受原料摩尔比的影响较大,均随着M添加量的增多而增大;^(13)C-NMR和XPS分析证明了体系中M、U、G三者之间的共缩聚反应。当原料摩尔比R=n(M)∶n(U)∶n(G)=0.^(13)∶0.30∶1.0、反应温度70℃、反应pH为5.0~6.0、反应时间50 min时,所合成树脂具有较低的固化温度和较高的储能模量,所制得胶合板的干状剪切强度、冷水24h湿强度和热水3h湿强度均较好,分别为2.11MPa、1.24MPa和0.75MPa。

三聚氰胺-尿素-乙二醛共缩聚树脂的制备、表征与性能分析

采用常温下不挥发的乙二醛(G)替代甲醛与三聚氰胺(M)及尿素(U)进行反应,在保持尿素与乙二醛的物质的量之比为0.30∶1.0不变的条件下,制备了不同三聚氰胺用量(13.86、17.64、21.42和25.20 g)的三聚氰胺-尿素-乙二醛(MUG)共缩聚树脂。对MUG树脂的基本性能、固化性能以及胶合性能进行分析测定,并采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、质谱(MS)和核磁共振碳谱(13 C NMR)对树脂结构进行表征。研究结果表明:MUG树脂的固含量及黏度受三聚氰胺用量(原料比)的影响较大,二者均随着M添加量的增加而增大;MUG树脂中主要含有N—H、O—H、C O、C—O、C N等官能团,且不同三聚氰胺用量MUG树脂的红外吸收峰无较大变化;根据MS的分子碎片并推断其可能的反应机理,证明了体系中M、U、G这3者之间发生了共缩聚反应。当三聚氰胺用量为21.42 g时,样品MUG-3的固化温度较低,储能模量较高,由其制备的胶合板干状剪切强度、冷水24 h湿强度和热水3 h湿强度均较好,分别为2.51、1.29和0.85 MPa。

乙二醛-尿素-甲醛共缩聚树脂的结构与性能研究

以G(乙二醛)取代部分F(甲醛),合成了GUF[乙二醛-U(尿素)-甲醛共缩聚树脂];然后以此作为胶粘剂基体,制备了相应的GUF胶合板。着重探讨了原料配比对GUF黏度和固含量的影响,并对GUF的结构、相对分子质量及其分布进行了表征,同时对GUF胶合板的热压过程、固化性能、力学性能和F释放量等进行了测定。研究结果表明:合成GUF的最佳原料配比是n(G)∶n(U)∶n(F)=0.7∶1.0∶0.7,此时相应GUF胶合板的F释放量和力学性能均满足GB/T 9846.3—2004标准中的指标要求,并且该胶合板可在干燥状态下直接用于室内装修。

苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂结构形成比较

用13CNMR定量分析跟踪研究了两种不同合成路线中苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂(PUF)结构形成过程,比较了3种PUF树脂的结构构成。研究发现树脂制备过程中的酸性环境导致脲醛树脂初聚物含量增加以及尿素与苯酚之间的共缩聚增加;合成反应初期的介质环境对羟甲基酚的形成有着决定性的影响;合成过程中酸性环境所处阶段不同,最终树脂结构出现差异。

苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂结构与胶接性能关系研究

在树脂反应初期和后期分别添加尿素合成了苯酚-尿素-甲醛(PUF)共缩聚树脂。通过PUF树脂的胶合板制备实验,研究了反应后期尿素的添加量及热压温度对胶合板胶合强度的影响;使用13C液体核磁分析(13C-NMR)对不同尿素添加量的PUF树脂的微观结构进行表征,探讨了树脂结构与胶合板胶合强度之间的关系。结果表明:在PUF树脂的合成后期加入的尿素参与了树脂的共缩聚反应;当尿素添加量为89.4%、热压温度为150℃时,PUF树脂胶接胶合板符合Ⅰ类胶合板标准要求;PUF树脂中低分子的取代脲以及羟甲基脲共同影响着PUF树脂固化后的物理性能。

尿素-三聚氰胺-甲醛共缩聚树脂应用进展

用三聚氰胺改性脲醛树脂而得的尿素-三聚氰胺-甲醛共缩聚树脂(UMF)可有效提高木质人造板的耐水性能。本文介绍尿素-三聚氰胺-甲醛共缩聚合成机理、树脂性能、以及制备工艺对其性能的影响。

碱性环境下苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂结构形成研究

为了了解碱性环境中苯酚-尿素-甲醛(PUF)共缩聚树脂结构形成规律,为PUF树脂结构控制提供依据,使用13C NMR表征,采用分次加入苯酚、甲醛和尿素的技术路线,定量分析了PUF树脂合成过程中各种官能团的变化和聚合物分子链的构成。结果表明,碱性环境中各种加料方式合成的PUF树脂初聚物具有十分相近的化学结构,PUF树脂也具有十分相近的化学结构,但结构组分存在差异,在原料物质的量之比一定的条件下,最终反应进程基本接近。甲醛分次加入,减少了醚类的生成,有利于简化反应进程。初聚物的热机械性能分析表明不同加料方式对酚醛树脂固化性能无显著影响。

改性三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂胶粘剂的合成

通过三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)共缩聚树脂胶粘剂的合成,探讨了三聚氰胺的用量对该MUF树脂耐水性能的影响及其规律。实验结果表明,当w(三聚氰胺)=43%～65%时,该MUF树脂的湿强度从0.93 MPa增加到2.74 MPa,耐沸水性明显提高;但是,当w(三聚氰胺)>65%时,该MUF树脂的湿强度增长极其缓慢,其耐沸水性提高并不明显;通过引入复合改性剂和适量的水,可使该MUF树脂的游离甲醛含量降低50%、成本降低10%～15%、固含量基本不变、胶合强度和耐沸水性均有所提高且适用期良好。

三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂的热性能分析

以三聚氰胺、尿素和甲醛为主要原料,制备了MUF(三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂)。三聚氰胺的引入可赋予MUF相对较优的性能;通过考察不同条件下MUF的热分解过程,可综合评价其耐热性能。研究结果表明:在N2气氛中,无固化剂时液态MUF的600℃残炭率高于固态MUF;当m(MUF)∶m(氯化铵)=100∶1时,液态MUF和固态MUF的热分解过程不尽相同,储存时间对液态MUF的耐热性影响不大,但其最终残炭率随储存时间延长而略有增加。

三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂的性能研究

合成了三聚氰胺．尿素．甲醛（MuF）共缩聚树脂，考察了不同施胶量、固化剂用量及木材种类对胶合木性能的影响。结果表明，MUF共缩聚树脂用量为300g／m2，双面施胶，固化剂用量在1～2％时，生产的胶合木性能最优。

三聚氰胺-乙二醛-甲醛共缩聚树脂合成研究

以三聚氰胺、甲醛和乙二醛为原料,在碱性条件下成功合成了均一透明的三聚氰胺-乙二醛-甲醛共缩聚树脂(MGF),并将MGF胶粘剂用于刨花板的制备。以红外光谱(FT-IR)法、差示扫描量热(DSC)法和核磁共振(13C-NMR)法等为测试手段对MGF的结构和性能进行了表征和测定,并采用正交试验法优选出合成MGF的最佳工艺条件。结果表明:当n(甲醛)∶n(三聚氰胺)∶n(乙二醛)=2.2∶1∶0.4、反应温度为75℃和pH=9.0时,MGF的综合性能相对最好,并且其室温储存期超过30 d。

三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂胶粘剂的研制

通过合成三聚氰胺-尿素-甲醛树脂(MUF)胶粘剂,探讨了三聚氰胺用量对该MUF胶粘剂耐水性和其它性能的影响。结果表明:随着三聚氰胺用量的增加,MUF胶粘剂的耐水性能提高、固含量增大、固化时间和储存期延长,并且胶合板剪切强度增大,但MUF胶粘剂中游离醛含量降低;当w(三聚氰胺)>40%时,MUF胶粘剂性能提高并不明显,为了降低成本,选择w(三聚氰胺)=30%～40%时较适宜;三聚氰胺用量不同是影响MUF结构和基团含量的主要因素。

白土对三聚氰胺-尿素-甲醛共缩聚树脂性能影响

为降低可食用面粉在木材胶黏剂行业的使用量同时保证胶合板预压性能,采用价格低廉的白土代替面粉并同时添加增稠剂作为三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)共缩聚树脂填料,研究白土及增稠剂的添加对MUF树脂黏度、膨胀率及制备胶合板的预压性能、胶合强度、甲醛释放量的影响。结果表明:白土主要是以物理填充的形式存在于胶黏剂基质中,当受到外力冲击时,可引发银纹效应。添加20 g(占填料总质量的80%)白土作为填料时,MUF3树脂制备胶合板的胶合强度提高到1.17 MPa,甲醛释放量为1.29 mg/L,满足E1级标准;随白土添加量增加,胶黏剂黏度下降,MUF3树脂制备胶合板预压后,单板翘曲面积大于30%,不能满足生产要求;MUF3树脂中加入1 g增稠剂后,胶液膨胀对比率达到102%,制备胶黏剂的黏度提高,保证了胶黏剂的初黏性,制备胶合板预压后,没有出现单板翘曲现象,预压性能良好。同时,所制备胶合板的胶合强度提高到1.25 MPa,甲醛释放量为1.03 mg/L,满足E1级标准。白土最高可替代80%(质量分数)的面粉作为MUF树脂填料,同时添加少量的增稠剂,即可满足胶黏剂预压性能,又可提高胶合强度,有望替代可食用面粉在人造板行业应用。

苯酚—尿素—甲醛共缩聚树脂研制Ⅰ.合成与分析

以苯酚、尿素和甲醛为起点合成了一种苯酚—尿素—甲醛共缩聚 ,并对树脂性能和结构进行了全面分析评估。结果表明所合成的共缩聚树脂贮存稳定 ,固化速度快 ;差热分析和热重分析表明苯酚—尿素—甲醛共缩聚树脂的热行为与酚醛树脂十分相似而与脲醛树脂显著不同 ;13 CNMR结构分析中分别观测到源于共缩聚结构单元o -Ph -CH2 -NHCO -(δ =4 1 .5)和 p -Ph -CH2 -NHCO -(δ =4 4.8)的吸收 ;使用PUF共缩聚树脂压制的竹木复合中密度纤维板和竹大片刨花板 ,其板材的物理力学性能明显高于脲醛树脂而与常规酚醛树脂相近。

低甲醛释放高强度共缩聚树脂胶粘剂研制

用普通甲醛-尿素-三聚氰胺共缩聚树脂胶粘剂生产的刨花板强度、吸水厚度膨胀率、甲醛释放量不能同时兼顾。通过对共缩聚树脂胶粘剂合成工艺、三聚氰胺加入量的研究,生产出了高静曲强度、低吸水厚度膨胀率、低甲醛释放量的刨花板。该共缩聚树脂贮存期可达1个月。

不同合成方法对MUF共缩聚树脂性能的影响

以三聚氰胺、尿素、甲醛为主要原料,合成了三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)共缩聚树脂。考查了不同合成方法对MUF共缩聚树脂性能的影响。结果表明,不同合成工艺对树脂的甲醛含量以及稳定性有重要影响。DSC分析发现,在相同固化条件下,以工艺2合成的MUF树脂固化速度更快。用MUF制备的胶合木的性能,均可满足日本JAS中的规定。

NaOH用量对PUF共缩聚树脂结构和性能的影响

以^(13)C核磁共振分析(^(13)C NMR)和基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption/ionization time-offlight mass spectrometry,MALDI-TOF-MS)为手段,研究了不同的NaOH/P物质的量比(n_(NaOH)/n_p)条件下合成的苯酚-尿素-甲醛(PUF)共缩聚树脂的结构特征,通过压制胶合板,进一步评价了n_(NaOH)/n_p变化对PUF共缩聚树脂的影响。^(13)C核磁共振和MALDI-TOF-MS结构分析结果显示,在本研究范围内改变碱性条件对PUF共缩聚树脂的结构构成无显著影响;合成的PUF共缩聚树脂结构仍是以酚醛树脂为主体,特别是聚合物的链接方式;胶合性能研究结果表明,在尿素/甲醛/苯酚物质的量比不变的条件下,在一定范围内增加NaOH的用量, PUF树脂干状和湿状胶合强度增加显著,这一合理的范围应小于n_(NaOH)/n_p=0.53,超出这一范围后,随着n_(NaOH)/n_p的增加,树脂的胶合性能快速下降,但仍在可以接受的范围内。

MUF共缩聚树脂合成过程中结构形成分析

借助基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪对三聚氰胺-尿素-甲醛(MUF)共缩聚树脂合成过程中结构的变化进行了分析,旨在为寻找合理的MUF树脂合成工艺提供理论依据。通过跟踪不同合成阶段树脂结构的形成及变化发现:在弱碱性条件下,共缩聚主要以稳定的亚甲基桥键相连;而在弱酸性条件下,共缩聚以亚甲基醚键为主,直至反应结束仍然存在。在反应过程中加入三聚氰胺,会诱导已经形成的亚甲基醚键结构重新排列,利于生成更为稳定的亚甲基桥键。反应后期补加尿素,很有可能诱导部分结构的重新排列。

苯酚-尿素-甲醛三元共缩聚树脂合成工艺的研究

针对脲醛树脂在制板过程以及人造板材在使用过程中不断释放甲醛,危害人体健康的环保问题,以及耐水、耐老化性能差的缺点。以苯酚、尿素和甲醛为原料,采用高温(90℃)缩聚反应合成苯酚-尿素-甲醛共缩聚树脂(PUF胶黏剂),缩短了反应时间,提高了耐水、耐老化性能,且游离甲醛含量<0.3%,游离苯酚含量<0.5%。对树脂的结构和性能进行全面的分析,得出当甲醛、尿素、苯酚摩尔比为10∶8∶1时树脂性能最佳,压制的胶合板力学性能好,板材甲醛释放量达到GB18580-2001中E2级水平。

二羟甲基脲制备的GUF树脂胶黏剂的结构与性能

为从源头上降低木材胶黏剂中的甲醛含量,减小胶合板释放的甲醛对环境和人体造成的危害,采用无毒的乙二醛(G)取代甲醛,与二羟甲基脲(DMU)反应,合成乙二醛-尿素-甲醛(GUF)共缩聚树脂。通过红外光谱(FT-IR)对树脂的结构机理进行了表征,并测定树脂的理化性能,以探讨一种优化GUF胶黏剂的合成工艺。结果表明,原料物质的量比对树脂的固含量和黏度均有较大影响,高n(DMU)/n(G)会导致树脂的黏度大幅提高;树脂对杨木单板具有良好的润湿性,不同GUF树脂胶合板的干状胶合强度和冷水浸泡24 h后的强度均大于0.70 MPa,但胶合板会释放一定量的甲醛,且甲醛释放量会随着n(DMU)/n(G)的增加而增加。综合考虑,n(DMU)/n(G)在1~1.2的范围比较合适。