山梨醇基非异氰酸酯聚氨酯胶黏剂的制备与表征

聚氨酯胶黏剂是木材工业生产中的一类重要胶黏剂,但由于其原料的毒害及湿敏性问题,以及人们环保意识的提升,使得寻求不使用异氰酸酯的生物质原料制备非异氰酸酯聚氨酯(NIPU)成为研究热点。基于此,本研究采用生物质山梨醇与碳酸二甲酯(DMC)反应后再聚合己二胺(HMDA)制备了NIPU树脂木材胶黏剂,并探讨了不同催化剂,以及最优催化剂的不同添加比例对树脂胶合性能的影响。利用液相色谱/质谱(LC-MS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究了树脂结构以及催化剂对树脂结构的影响;通过差式扫描量热仪(DSC)和热重分析(TG)研究了树脂的固化过程以及热稳定性。结果表明:山梨醇、DMC和HMDA三者共同反应成功制备了具有氨基甲酸酯结构的NIPU树脂,在添加催化剂NaHCO_(3)之后,氨基甲酸酯结构中的C=O吸收峰增强,氨基峰减弱,说明更多胺参与缩聚,促进了反应的进行。DSC和TG测试结果也证明添加NaHCO_(3)为催化剂后树脂固化反应更完全,固化后的树脂热稳定性增强。同时胶合板测试结果表明当催化剂NaHCO_(3)的添加量为山梨醇固体质量的7.5%时,所制备NIPU树脂粘接性能最佳,其干强度、24 h冷水湿强度和3 h 63℃温水湿强度分别为2.19,0.92和0.82 MPa,满足国家标准GB/T 9846—2015《普通胶合板》对二类板(强度≥0.7 MPa)的标准要求。