脲醛(UF)樹脂是全球產(chǎn)量最大的熱固性樹脂,具有重要的商業(yè)應(yīng)用價值。但脲醛樹脂存在儲存期短、初粘性差、耐水性不足、甲醛釋放量高和過度依賴糧食資源填料的缺點,嚴(yán)重地限制了脲醛樹脂在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。另一方面,木質(zhì)素由疏水性苯丙烷結(jié)構(gòu)單元在植物體內(nèi)通過自由基耦合而成,具有類酚醛樹脂結(jié)構(gòu)特點。因此,在木材加工領(lǐng)域已有大量木質(zhì)素改性木材膠黏劑的應(yīng)用研究。然而,木質(zhì)素在脲醛樹脂中的反應(yīng)活性尚待提高,且其反應(yīng)行為尚不清楚。因此,本文通過模型化合物研究了木質(zhì)素在脲醛樹脂合成過程中的反應(yīng)行為及其影響因素;利用兩親性的木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂,提高了脲醛樹脂的儲存穩(wěn)定性,并通過分析樹脂微觀形貌、結(jié)晶行為和分子結(jié)構(gòu)變化,解釋了木質(zhì)素磺酸鈉在脲醛樹脂中的作用機(jī)理;制備木質(zhì)素基多元酸衍生物替代脲醛樹脂傳統(tǒng)的無機(jī)路易斯酸固化劑,提高樹脂的耐水性,并研究了木質(zhì)素基多元酸對脲醛樹脂固化行為、結(jié)晶行為和熱穩(wěn)定性的影響;利用堿木質(zhì)素的多羥基結(jié)構(gòu)特點,合成了木質(zhì)素基RAFT鏈轉(zhuǎn)移試劑,并用于甲基丙烯酸月桂酯和甲基丙烯酸香草醛的可控聚合,從而制備了一系列木質(zhì)素基多元醛,提高脲醛樹脂的初粘性;利用玉米芯水解殘渣含有大量長徑比...

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1.緒論
    1.1 降低脲醛樹脂甲醛釋放量研究進(jìn)展
        1.1.1 低甲醛/尿素摩爾比脲醛樹脂
        1.1.2 改性劑降低脲醛樹脂甲醛釋放量
    1.2 脲醛樹脂儲存穩(wěn)定性研究進(jìn)展
    1.3 脲醛樹脂初粘性研究進(jìn)展
    1.4 固化劑對脲醛樹脂耐水性影響研究進(jìn)展
    1.5 脲醛樹脂填料研究進(jìn)展
    1.6 本論文的目的意義、主要內(nèi)容和技術(shù)路線圖
        1.6.1 目的和意義
        1.6.2 本研究的主要內(nèi)容
        1.6.3 技術(shù)路線如下所示
2.木質(zhì)素模型化合物在脲醛樹脂合成過程中的反應(yīng)行為研究
    2.1 引言
    2.2 實驗材料與方法
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 儀器與設(shè)備
    2.3 實驗部分
        2.3.1 羥甲基化反應(yīng)
        2.3.2 堿性/酸性條件下共縮聚反應(yīng)
        2.3.3 LMH和 LMG甲醚化改性
        2.3.4 脲醛樹脂合成
        2.3.5 苯酚-尿素-甲醛樹脂合成
        2.3.6 表征方法
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 羥甲基化反應(yīng)過程研究
        2.4.2 縮聚反應(yīng)過程研究
        2.4.3 酚羥基對木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元反應(yīng)活性的影響
        2.4.4 空間位阻對木質(zhì)素結(jié)構(gòu)單元反應(yīng)行為的影響
    2.5 本章小結(jié)
3.木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂合成及儲存穩(wěn)定性機(jī)理研究
    3.1 引言
    3.2 實驗材料與方法
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 儀器與設(shè)備
    3.3 實驗部分
        3.3.1 木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂合成
        3.3.2 固化樹脂的萃取
        3.3.3 樹脂膠體粒子聚集形貌分析
        3.3.4 紅外光譜
        3.3.5 DSC分析
        3.3.6 樹脂流變分析
        3.3.7 木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂結(jié)晶行為分析
        3.3.8 熱重分析
        3.3.9 ¹³C CPMAS NMR分析
        3.3.10 膠合板制備
        3.3.11 膠合板性能分析
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 樹脂儲存穩(wěn)定性分析
        3.4.2 木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂膠體粒子的微觀形貌
        3.4.3 木質(zhì)素磺酸鈉及改性脲醛樹脂結(jié)構(gòu)研究
        3.4.4 木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂膠體zeta電位研究
        3.4.5 木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂結(jié)晶行為
        3.4.6 木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂固化行為研究
        3.4.7 木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂熱穩(wěn)定性
        3.4.8 木質(zhì)素磺酸鈉改性脲醛樹脂膠合強(qiáng)度和甲醛釋放量
    3.5 本章小結(jié)
4.多元酸改性木質(zhì)素的合成及其在脲醛樹脂固化過程的應(yīng)用
    4.1 引言
    4.2 實驗材料與方法
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 儀器與設(shè)備
    4.3 實驗部分
        4.3.1 羥甲基化木質(zhì)素制備
        4.3.2 馬來酸化羥甲基木質(zhì)素制備
        4.3.3 木質(zhì)素模型化合物驗證反應(yīng)
        4.3.4 UF樹脂的合成
        4.3.5 UF樹脂理化性質(zhì)分析
        4.3.6 膠合板制備
        4.3.7 纖維板制備
        4.3.8 膠合板膠合強(qiáng)度測試
        4.3.9 纖維板力學(xué)性能和吸水穩(wěn)定性測試
        4.3.10 膠合板和MDF甲醛釋放量測試
        4.3.11 表征方法
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 木質(zhì)素模型化合物驗證實驗分析
        4.4.2 木質(zhì)素基多元酸的合成
        4.4.3 木質(zhì)素基多元酸催化脲醛樹脂固化過程分析
        4.4.4 固化劑對脲醛樹脂結(jié)晶行為影響
        4.4.5 固化劑對脲醛樹脂熱降解穩(wěn)定性影響
        4.4.6 木質(zhì)素基多元酸催化脲醛樹脂基人造板性能分析
    4.5 本章小結(jié)
5.木質(zhì)素基多元醛的制備及其在脲醛樹脂中的應(yīng)用
    5.1 引言
    5.2 實驗材料與方法
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 儀器與設(shè)備
    5.3 實驗部分
        5.3.1 甲基丙烯酸香草醛合成
        5.3.2 木質(zhì)素基RAFT鏈轉(zhuǎn)移試劑合成
        5.3.3 木質(zhì)素基多元醛合成
        5.3.4 預(yù)壓性能測試
        5.3.5 膠合強(qiáng)度測定
        5.3.6 表征方法
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 L-CTA的合成和定量分析
        5.4.2 VMA合成分析
        5.4.3 木質(zhì)素基多元醛的合成
        5.4.4 L-g-LMA-VMA理化性能分析
        5.4.5 木質(zhì)素基多元醛交聯(lián)反應(yīng)
        5.4.6 木質(zhì)素基多元醛的膠合性能分析
    5.5 本章小結(jié)
6.羧甲基玉米芯水解殘渣的制備及其在脲醛樹脂中的應(yīng)用
    6.1 引言
    6.2 實驗材料與方法
        6.2.1 實驗材料
        6.2.2 儀器與設(shè)備
    6.3 實驗部分
        6.3.1 玉米芯水解殘渣成分分析
        6.3.2 羧甲基化改性處理
        6.3.3 羧甲基取代度測定
        6.3.4 分子量測定
        6.3.5 脲醛樹脂合成
        6.3.6 膠合板制備
        6.3.7 膠合板性能分析
        6.3.8 表征方法
    6.4 結(jié)果與討論
        6.4.1 玉米芯水解殘渣組成及其衍生物分析
        6.4.2 玉米芯水解殘渣及衍生物結(jié)構(gòu)表征
        6.4.3 羧甲基衍生物熱降解穩(wěn)定性研究
        6.4.4 玉米芯水解殘渣及其衍生物的微觀形貌分析
        6.4.5 羧甲基玉米芯水解殘渣對脲醛樹脂流變行為的影響
        6.4.6 不同填料脲醛樹脂的形貌分析
        6.4.7 羧甲基玉米芯水解殘渣對脲醛樹脂固化行為的影響
        6.4.8 羧甲基玉米芯水解殘渣對脲醛樹脂熱穩(wěn)定性影響
        6.4.9 膠合板性能分析
    6.5 本章小結(jié)
7.結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 論文創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻(xiàn)
個人簡介
導(dǎo)師簡介
獲得成果目錄
致謝



本文編號：3795914