化学改性在木素基酚醛树脂胶黏剂制备中的研究进展

综述了木素磺酸盐、碱木素、酶解木素等应用于改性酚醛树脂胶黏剂的发展现状,以及几种常用于提高木素反应活性的化学方法,分析木素改性酚醛树脂存在的问题并对其应用前景进行了展望。

乙二醇对低共熔溶剂改性木质素制酚醛树脂胶黏剂的影响

采用氯化胆碱、甲酸和乙二醇(EG)合成三元酸性低共熔溶剂(TADES),利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、二维核磁共振波谱(HSQC-NMR)和热重分析(TGA)等测试技术,分别考察TADES中EG质量分数对改性毛竹碱木质素(MBL)结构及其制木质素基酚醛树脂(LPF)胶黏剂性能的影响。结果表明:改性MBL保留了木质素特征结构,且出现羧基;当EG质量分数为15.0%时,改性MBL(DL-EG(15.0%))结构中紫丁香基结构单元摩尔分数减少,愈创木基和对羟基苯丙烷结构单元摩尔分数增加,其热稳定性得到提高;相较于MBL,EG质量分数对LPF胶黏剂黏度和pH值没有明显影响,但EG的加入提高了LPF胶黏剂的胶合强度,降低了游离甲醛含量;采用DL-EG(15.0%)制备LPF胶黏剂的固含量增加,且性能较优,其胶合强度高达3.25 MPa,游离甲醛含量仅为0.01%。

酶预处理针叶木硫酸盐碱木质素制备酚醛树脂胶黏剂的研究

研究了纤维素酶预处理针叶木硫酸盐碱木质素(KPL),有效脱除其中的糖分,以提升其替代苯酚制备木质素基酚醛树脂胶黏剂(LPF)的性能。通过单因素实验,优化了酶解预处理过程的工艺参数,并以纤维素酶预处理的木质素60%替代苯酚与甲醛反应制备酶预处理木质素基酚醛树脂胶黏剂(EHLPF),通过FTIR、TG对胶黏剂的结构及热稳定性进行表征。结果表明,优化后的纤维素酶预处理条件为:酶用量4 FPU/g,反应时间48 h,料液比1∶24,以超纯水作为缓冲体系。结果表明纤维素酶对制浆黑液中的多糖去除效果显著,总糖含量降低至2.46%,总糖去除率可达63.00%,木质素纯度达86.26%。纤维素酶预处理后木质素制备的EHLPF胶黏剂干、湿态胶合强度可达1.95,1.86 MPa,与酶预处理前的对照样相比分别提高了83.96%和124.10%。同时,较低的总糖含量的粗木质素所制备的胶黏剂表现出更好的热稳定性。

木质素基酚醛树脂胶黏剂的研究进展及展望

木质素作为自然界中储量最丰富的天然酚类聚合物,是制备酚醛树脂胶黏剂原料中苯酚的潜在替代品。本文分析了工业木质素分离过程中,木质素结构和反应活性的变化,总结了工业木质素预处理或改性的理化方法,并概括了利用改性工业木质素合成的木质素基酚醛树脂胶黏剂的应用性能,最后对开发高木质素取代率和高性能的木质素基酚醛树脂胶黏剂的前景进行了展望。

酚化改性蔗渣硫酸盐木素制备酚醛树脂胶黏剂

本研究以蔗渣硫酸盐木素(KL)为原料,在酸性条件下对KL进行酚化改性,通过单因素实验和正交实验优化反应条件。以酚化改性硫酸盐木素(P-KL)酚羟基含量为响应值,确定最佳反应条件为:苯酚∶木素(质量比)=4∶1,催化剂(质量分数98%浓硫酸)用量4%,反应时间2. 5 h,反应温度110℃。利用凝胶渗透色谱(GPC)表征硫酸盐木素酚化改性前后相对分子质量的变化,结果表明,与KL相比,P-KL相对分子质量减小、分布变窄,酚羟基含量增加。分别用P-KL和KL代替质量分数60%的苯酚制取木素基酚醛树脂胶黏剂P-KLPF和KLPF。结果表明,P-KLPF中游离甲醛和游离酚含量均小于KLPF胶黏剂。由此可知,酚化改性能显著提高硫酸盐木素与甲醛的反应活性,降低木素基酚醛树脂胶黏剂中游离甲醛及苯酚的释放量。

酶解木质素改性酚醛树脂胶黏剂的研究

利用秸秆发酵制备能源酒精的残渣中提取的酶解木质素(EHL),部分代替苯酚合成改性酚醛树脂胶,并热压制得胶合板。测定了胶合板的胶合强度,改性树脂胶的黏度、固含量、水混合比、可被溴化物、游离酚、游离醛等性能指标。结果表明:木质素替代量达20%时,各项性能仍能基本达到国家标准Ⅰ类板的要求,特别是耐水性十分良好,水煮两次后胶合强度仍远大于国家标准Ⅰ类板≥0.7MPa的要求。

制浆黑液在酚醛树脂胶黏剂中的应用

制浆黑液中的降解木质素含有酚羟基结构,可以替代部分苯酚制备酚醛树脂。以NaOH为催化剂,采用二次缩聚法制取酚醛树脂胶黏剂。实验表明,当黑液添加量为15%时,胶黏剂的黏度比空白实验增加1倍,游离甲醛含量降低了27%,胶合强度提高了13.2%。红外光谱分析表明,黑液中的木质素与游离甲醛反应生成有羟甲基的物质,该物质能与酚醛树脂胶粘剂中的物质发生反应,从而既降低了甲醛含量又提高了胶黏剂的胶合强度。

生物质酚醛树脂木材胶黏剂的研发和应用

为了缓解石化资源紧缺带来的尖锐矛盾,探索生物质酚醛树脂(BPF)工业生产和应用的可行途径。与生产单位密切合作的初始工业水平下的研发/试产结果表明:BPF的固体含量和出釜粘度是影响树脂生产/使用技术经济期望的重要因素;BPF的生产技术条件和BPF对结构用胶合板的胶合条件和胶合效果与常规纯酚醛树脂(PF)基本相当,但具较好的环保效益和经济效益;生物质酚醛树脂具切实的技术经济可行性和广阔的开发应用前景,但须继续作出艰苦的努力和深入的探索。同时建议政府给取代性生物质材料研发、生产和使用以切实的鼓励政策。

黑液木素制备酚醛树脂胶黏剂的研究进展

木素与酚醛树脂结构相似,可代替部分苯酚制备酚醛树脂胶黏剂。通过对木素胶黏剂的研究现状的系统归纳,介绍了黑液木素制备酚醛树脂胶黏剂的两种方式:一是木素直接替代苯酚,二是木素经活化后再与酚醛树脂结合。合理地利用造纸废液中的黑液木素不仅可以有效地处理大量的造纸黑液,而且可以降低酚醛树脂胶黏剂的生产成本,产生可持续发展的经济效益。

环氧树脂改性甲酚副产物合成酚醛树脂胶黏剂的研究

甲酚作为重要的精细化工的原料在医药等诸多领域得到广泛的应用,但产生大量对环境造成污染的甲酚生产副产物。本研究应用环氧树脂来改性甲酚副产物合成的酚醛树脂胶黏剂,以胶黏剂的粘结性能为评价标准,探讨了改性胶黏剂性能影响因素。结果表明,在合适的原料配比和反应条件下,可以制备性能合格的胶黏剂产品。

酚醛树脂胶黏剂的研究进展

酚醛树脂胶黏剂是木材加工中使用的主要胶黏剂之一,具有胶合强度高,耐水、耐热、耐磨及化学稳定性好等优点,对酚醛树脂胶黏剂的最新研究进展及其特性进行综述,为酚醛树脂胶黏剂的利用提供参考。

甲酚残渣制备水性酚醛树脂胶黏剂的研究

甲酚生产残渣由于产量大,成分复杂成为环境污染的源头。本研究将甲酚残渣合成水性酚醛树脂胶黏剂,以胶黏剂的黏度为评价指标,讨论反应温度、催化剂用量和物料比对缩聚反应的影响。结果表明,在适当的反应条件下甲酚残渣可以制备性能合格的水性酚醛树脂胶黏剂,该研究为甲酚残渣的有效利用提供新的思路。

意杨树皮液化制备酚醛树脂胶黏剂的研究

针对树皮成分中富含多酚类化合物的特征,探讨了意杨树皮在苯酚液体中液化制备酚醛树脂胶黏剂的可能性。在硫酸为催化剂、苯酚和树皮重量比为3∶1、反应温度为150℃的条件下进行液化反应。调查了粉末尺寸及液化反应时间对液化效果的影响。结果表明,树皮液化时,反应时间为120min,所得液化物的残渣率较低。在液化过程中,将树皮粉逐渐加入反应器中可以显著地降低残渣率,合成树脂黏度有随液化处理时间延长而降低的趋势,在胶黏剂中添加树皮粉会增加其黏度,并显著地增强树脂的胶合强度。

木质复合材用酚醛树脂胶黏剂固化过程的模拟方法

A simulation approach of phenolic resin cure was simulated using MATLAB software for wood composite manufacturing.The datum from the differential scanning calorimetry(DSC)testing and the panel mechanical properties testing were compared with the datum from the simulation.The results indicated that the datum from DSC testing and simulation were approximately same.With the hot pressing time increased,the internal bond(IB)of the panel and the cure index from the simulations all were increased.The conclusion of this study is that as a new approach for understanding the complex resin cure phenomenon,this simulation can be used to research the cure of the phenolic resin for wood composites manufacturing,and it is a part of the virtual processing of wood composite.

纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂的初步研究

以纤维素乙醇木质素、苯酚、甲醛为原料,氢氧化钠为催化剂,制备了纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂,研究了木质素替代苯酚的工艺以及对胶黏剂性能的影响。研究发现:当木质素替代率为30%时,纤维素乙醇木质素改性酚醛树脂胶黏剂胶合强度达到国家Ⅰ类板要求,甲醛释放量达到Eo级,且成本低、胶合强度好、低毒环保,可广泛用于制备室外级人造板。

酚醛树脂胶黏剂改性的研究

本文主要采取添加不同种类的固化剂,找能够使酚醛树脂胶黏剂固化时间得到显著提高的固化剂。并通过实验分析固化剂的添加量与酚醛树脂胶黏剂的固化时间和固化温度的关系。进而确立一个比较完善的固化体系,使酚醛树脂胶黏剂现有的固化条件得到改善。

B_4C、石墨复合改性酚醛树脂基超高温胶黏剂的导电性能

为实现石墨材料的高温连接,以酚醛树脂(PF)为胶黏剂主体,B4C、石墨作复合改性填料,配制得到超高温胶黏剂。分别将PF和超高温胶黏剂热模压成型,测试了200-1 200℃间不同温度高温热处理后热压样的电导率及抗压强度。发现PF及高温胶本体的电导率随温度升高而提高,在600-800℃间高温胶的电导率发生突变而迅速提升,1 000℃以后电导率仍小幅提高并趋于稳定。树脂基体的高温裂解是超高温胶电导率随温度上升的关键原因,石墨粉的加入能显著提高超高温胶的导电性,B4C的过量加入则对超高温胶的高温导电性有不利影响。为进一步验证高温胶的导电性能,以超高温胶黏剂粘接石墨样品,在相同条件下进行高温热处理并测试了胶层的电导率,发现了同样的规律。综合考虑力学性能和导电性能,将较为理想的胶黏剂配比(质量比)优化确定为mPF:mB4C:m石墨=100:75:25。

Ba(OH)_2加入温度对酚醛树脂胶黏剂性能的影响

采用Ba(OH)_2和NaOH复合催化剂,通过两步甲醛加入法工艺制备酚醛树脂胶黏剂。考察了Ba(OH)_2加入温度对酚醛树脂颜色、黏度、水溶倍数和固化时间的影响,并采用FTIR和DSC对胶黏剂进行了表征。结果表明,随着Ba(OH)_2加入温度升高,所制得胶黏剂的黏度逐渐降低,水溶倍数逐渐增大,固化时间逐渐延长。FTIR测试结果表明,胶黏剂中高活性的邻-邻结构随着Ba(OH)_2加入温度升高而逐渐减少,这正是黏度、水溶倍数和固化时间变化的原因所在。DSC测试结果显示,固化温度和放热量随着Ba(OH)_2加入温度的升高而逐渐增大,表明固化速率降低。综合考虑各项性能,应在60℃时加入Ba(OH)_2制备酚醛树脂。

木质素基酚醛树脂的制备和过程优化

生物炼制工业中得到的酶解木质素较好地保留了原有木质素的结构特性,具有丰富的醇羟基和酚羟基等活性基团,可应用于生物基酚醛树脂的制备。本文对酶解木质素进行纯度、醇羟基和酚羟基结构表征,并替代部分苯酚用于酚醛树脂(PF)的合成及应用性能的研究。受限于木质素结构的复杂程度,无法有效确定反应进程并优化,提出通过在线红外光谱仪实时记录关键峰变化来实现跟踪木质素基酚醛树脂的制备过程。以1020cm^(-1)附近红外吸收峰研究体系中甲醛量的变化规律,优化木质素酚醛树脂工艺条件。结果表明,采用多步反应形式添加甲醛和氢氧化钠控制反应体系pH大于10.5,有利于酚醛树脂的合成;制备过程中理想聚合温度控制在88~95℃,木质素添加量最大可达到60%,制得酚醛树脂胶黏剂用于胶合板制备,胶合强度达到0.90MPa,甲醛释放量低至0.142mg/L,均满足E0级Ⅰ类胶合板要求。

酚化木质素改性酚醛树脂胶黏剂的制备及性能表征

在碱性条件下,酸性木质素先经苯酚处理,再用于对酚醛树脂进行改性,制备得到木质素改性酚醛树脂(LPF)胶黏剂,考察了木质素用量、苯酚处理时间及温度、苯酚处理木质素时氢氧化钠水溶液用量(第一批次氢氧化钠)、酚醛物质的量比对LPF胶黏剂性能的影响。研究结果表明:在木质素用量25%、苯酚处理时间2 h、苯酚处理温度80℃、第一批次氢氧化钠水溶液用量8%、苯酚与甲醛的物质的量比1.0∶2.0时,LPF胶黏剂的胶合强度为1.57 MPa,较未经改性的酚醛树脂(PF)胶黏剂的1.35 MPa提高了16.3%,游离苯酚为0.58%,比PF的0.72%降低了19.4%,游离甲醛0.16%、固体质量分数51.2%、pH值11.4、黏度80 mPa·s、贮存期为60天。FT-IR分析表明:LPF在2893和1213 cm-1处吸收峰明显减弱,表明木质素分子中甲氧基部分脱落;在1505、1320、1114和875 cm-1处吸收峰消失,表明合成酚醛树脂过程中,木质素中的磺酸基消失;在1018 cm-1处的吸收峰明显增强,表明有新的醚键生成。