發(fā)布時間：2017-04-28 16:26

  本文關(guān)鍵詞：環(huán)保型脲醛樹脂膠粘劑及甲醛控釋研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：脲醛樹脂膠粘劑有著價格便宜、原料易得、合成工藝簡單和固化速度快等優(yōu)點,在木材膠粘劑產(chǎn)品總量中應(yīng)用比例已超過80%,但是脲醛樹脂膠粘劑制品中釋放的甲醛同時也是居室內(nèi)環(huán)境污染物的主要來源之一,因此控制脲醛樹脂中的甲醛釋放已成為當(dāng)前亟待解決的問題之一。本論文通過聚合物分子設(shè)計、有機-無機插層復(fù)合、微膠囊緩釋以及光降解催化等一系列方法和手段,對脲醛樹脂(UF)合成到膠合板制造以及使用的各個環(huán)節(jié)中的甲醛釋放予以控制,系統(tǒng)研究UF膠粘劑結(jié)構(gòu)和性能與其甲醛釋放的關(guān)系,并獲得綜合性能優(yōu)異的環(huán)保型樹脂膠粘劑產(chǎn)品。主要工作如下：1、苯乙烯-馬來酸酐共聚物氨解產(chǎn)物的制備及其對UF樹脂改性研究樹脂合成時選用較低的甲醛／尿素(F/U)摩爾比可以有效地降低體系中游離甲醛含量,但是低F/U同時也會導(dǎo)致樹脂膠接性能的嚴(yán)重下降。據(jù)此,本論文有針對性地設(shè)計合成了苯乙烯-馬來酸酐共聚物并氨解,將氨解產(chǎn)物(SMAA)作為一種多官能度大分子結(jié)構(gòu)改性劑用于低F/U的脲醛樹脂的合成,研究了SMAA結(jié)構(gòu)和加入工藝、用量等對UF結(jié)構(gòu)、固化以及作為膠粘劑的應(yīng)用性能等的影響。研究結(jié)果表明：SMAA分子鏈上含有的大量活性官能團能夠參與UF樹脂的聚合與固化,在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、增強樹脂基體的同時,殘余的活性基團還可以進(jìn)一步捕獲甲醛,從而達(dá)到控制甲醛釋放的目的；改性UF樹脂用于膠合板粘接,制品膠接強度受改性劑SMAA的分子量、加入份數(shù)和改性階段等因素的影響；在UF樹脂合成的酸性階段加入含量為7.5%、分子量為0.98×104的SMAA時,改性膠制備的膠合板性能(膠接強度0.80 MPa、甲醛釋放1.20 mg·L-1)達(dá)到國標(biāo)規(guī)定的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。2、尿素-蒙脫土插層復(fù)合物的制備及對脲醛樹脂的改性研究UF樹脂基體結(jié)構(gòu)強度較低,并且內(nèi)應(yīng)力大容易斷裂,在低F/U摩爾比下這些缺點尤為突出,因此,本論文通過設(shè)計制備尿素-蒙脫土有機-無機插層復(fù)合物,將其用于低摩爾比合成樹脂基體結(jié)構(gòu)的增強,研究了插層復(fù)合物的結(jié)構(gòu)、尿素含量、加入工藝和用量等對樹脂穩(wěn)定性、固化和實際應(yīng)用性能的影響。研究結(jié)果表明：有機-無機插層復(fù)合物中蒙脫土無機納米粒子可以對弱的樹脂基體結(jié)構(gòu)進(jìn)行補強,提高力學(xué)強度,另外,插層里面的尿素分子既可以和樹脂結(jié)構(gòu)中羥甲基反應(yīng)對其進(jìn)一步增強,又能夠捕捉吸收游離甲醛,達(dá)到降醛效果。將改性UF樹脂用于制備人造板材,膠合板強度受有機-無機插層復(fù)合物的加入工藝、份數(shù)等因素影響；在UF樹脂合成的第三階段加入7%插層復(fù)合物時,改性樹脂制備的板材性能(膠接強度0.79 MPa、甲醛釋放1.23 mg·L-1)最優(yōu)。3、微膠囊緩釋型甲醛捕捉劑的制備及其對脲醛樹脂的改性研究UF或其改性樹脂中的殘余的游離甲醛以及樹脂本身降解都會導(dǎo)致應(yīng)用中的甲醛釋放,在施工時加入一定量的甲醛捕捉劑,通過活性物質(zhì)與甲醛的反應(yīng)可以將其釋放量控制在較低水平。但是,加入的傳統(tǒng)型甲醛捕捉劑普遍存在時效性短,對樹脂應(yīng)用性能影響較大等問題。本論文以液中干燥法制備了具有長效性的微膠囊型甲醛捕獲劑,并對所制備的微膠囊形態(tài)、產(chǎn)率、有效物質(zhì)負(fù)載量以及緩釋性能進(jìn)行了表征。然后將其直接通過物理混合,加入到UF樹脂中,用于膠合板制備。研究了微膠囊緩釋型甲醛捕捉劑的芯材種類、芯材／壁材比例、加入份數(shù)等對膠合板性能以及板材初期(3小時)和長期(12周)甲醛釋放量的影響。結(jié)果表明：在實驗研究的12周內(nèi),膠合板的甲醛釋放行為呈二級指數(shù)形式衰減,其中加入的尿素微膠囊甲醛捕捉劑不僅能夠抑制初期高濃度集中釋放的甲醛,而且芯材尿素從微膠囊中持久緩慢地釋放出來,對膠合板材長期釋放的低濃度游離甲醛也能夠有效地吸收和消除,并且UF樹脂的膠接強度沒有明顯降低；在UF樹脂調(diào)膠階段加入15 phr、芯材/壁材比例為2.0的尿素微膠囊甲醛捕捉劑時,共混膠制備的膠合板膠接強度為0.70 MPa,甲醛釋放量為0.62 mg·L-1,在保證國標(biāo)規(guī)定的應(yīng)用性能前提下,降醛效果優(yōu)異。4、TiO2@RFC納米復(fù)合微球的制備及甲醛光催化降解研究在對環(huán)境中有機污染物的治理中,光催化降解是一種行之有效的手段而且日益受到關(guān)注。借鑒這一思路,本論文以間苯二酚、甲醛和鈦酸四丁酯為前驅(qū)體,通過一釜-二步溶膠凝膠法制備了酚醛(RF)負(fù)載Ti02復(fù)合微球。該微球經(jīng)高溫處理后可以得到具有規(guī)整形貌的碳基Ti02復(fù)合微球(TiO2@RFC)。該方法完全在常壓下進(jìn)行,簡單可控。系統(tǒng)表征了產(chǎn)物粒徑、結(jié)構(gòu)、比表面積及孔隙率以及作為光催化劑在紫外光下的催化效率等。研究結(jié)果表明：分散劑種類及用量等對復(fù)合微球的粒徑及分布存在較大影響；所制備的TiO2@RFC納米復(fù)合微球的多孔骨架結(jié)構(gòu)使其具有強勁的物理吸附能力,而表面負(fù)載的高結(jié)晶度銳鈦型Ti02具有高效的光催化降解功能,納米復(fù)合微球應(yīng)用時發(fā)揮二者協(xié)同效應(yīng),對有機物甲基橙和氯苯進(jìn)行催化吸附降解時,10 h的殘留率分別為19.5%和5.6%；同時采用氣相吸附降解處理法,對膠合板材堆放存儲過程中釋放的高濃度甲醛進(jìn)行吸附催化降解,加入3%TiO2@RFC-2(鈦酸四丁酯加入量為1.5 g)納米復(fù)合微球,在紫外光照射120 h時,對板材釋放的甲醛吸附降解效率達(dá)到94%,效果顯著。
【關(guān)鍵詞】：脲醛樹脂 膠粘劑 甲醛 改性 膠合板
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ433.431
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集4-5
• 摘要5-9
• ABSTRACT9-23
• 第一章 緒論23-43
• 1.1 引言23-27
• 1.2 脲醛樹脂研究進(jìn)展27-40
• 1.2.1 脲醛樹脂的合成機理27-29
• 1.2.2 脲醛樹脂降低甲醛釋放量的研究29-34
• 1.2.3 脲醛樹脂的性能改進(jìn)研究34-37
• 1.2.4 脲醛樹脂固化性能的改進(jìn)研究37-39
• 1.2.5 板材的種類及加工工藝條件的研究39-40
• 1.3 本論文的研究目的、意義和研究內(nèi)容40-41
• 1.4 本論文研究的創(chuàng)新點41-43
• 第二章 苯乙烯-馬來酸酐共聚物氨解產(chǎn)物的制備及對脲醛樹脂的改性研究43-85
• 2.1 引言43-44
• 2.2 實驗部分44-50
• 2.2.1 實驗試劑及原料44
• 2.2.2 實驗儀器及設(shè)備44-45
• 2.2.3 實驗工藝路線45-48
• 2.2.4 測試與表征方法48-50
• 2.3 結(jié)果與討論50-83
• 2.3.1 SMA的合成與結(jié)構(gòu)表征50-52
• 2.3.2 SMAA的合成與結(jié)構(gòu)表征52-54
• 2.3.3 SMAA改性脲醛樹脂的合成工藝54-56
• 2.3.4 SMAA改性脲醛樹脂的結(jié)構(gòu)表征56-61
• 2.3.5 SMAA改性脲醛樹脂的熱穩(wěn)定性表征61-63
• 2.3.6 SMAA改性脲醛樹脂的應(yīng)用性能63-71
• 2.3.7 SMAA改性脲醛樹脂的固化反應(yīng)動力學(xué)研究71-83
• 2.4 本章小結(jié)83-85
• 第三章 尿素-蒙脫土插層復(fù)合物的制備及對脲醛樹脂的改性研究85-103
• 3.1 引言85
• 3.2 實驗部分85-89
• 3.2.1 實驗試劑及原料85-86
• 3.2.2 實驗儀器及設(shè)備86
• 3.2.3 實驗工藝路線86-87
• 3.2.4 測試與表征方法87-89
• 3.3 結(jié)果與討論89-101
• 3.3.1 尿素-蒙脫土插層復(fù)合物的結(jié)構(gòu)表征89-90
• 3.3.2 尿素-蒙脫土插層復(fù)合物改性脲醛樹脂的最佳加入階段研究90-92
• 3.3.3 尿素-蒙脫土插層復(fù)合物改性脲醛樹脂固化后的熱穩(wěn)定性研究92-93
• 3.3.4 尿素-蒙脫土插層復(fù)合物改性脲醛樹脂體系的結(jié)構(gòu)表征93-96
• 3.3.5 尿素-蒙脫土插層復(fù)合物改性脲醛樹脂的最佳加入量研究96-97
• 3.3.6 尿素-蒙脫土插層復(fù)合物與脲醛樹脂共混改性的性能研究97-99
• 3.3.7 蒙脫土與脲醛樹脂共混改性的性能研究99-101
• 3.4 本章小結(jié)101-103
• 第四章 微膠囊緩釋型甲醛捕捉劑的制備及其對脲醛樹脂的改性研究103-129
• 4.1 引言103
• 4.2 實驗部分103-109
• 4.2.1 實驗試劑及原料104
• 4.2.2 實驗儀器及設(shè)備104-105
• 4.2.3 實驗工藝路線105-107
• 4.2.4 測試與表征方法107-109
• 4.3 結(jié)果與討論109-127
• 4.3.1 三聚氰胺微膠囊甲醛捕捉劑的形貌表征109-111
• 4.3.2 三聚氰胺微膠囊甲醛捕捉劑對脲醛樹脂的改性研究111-112
• 4.3.3 尿素微膠囊甲醛捕捉劑的形貌表征112-114
• 4.3.4 尿素微膠囊甲醛捕捉劑的性質(zhì)參數(shù)表征114-116
• 4.3.5 尿素微膠囊甲醛捕捉劑的粒徑分布116-117
• 4.3.6 尿素微膠囊甲醛捕捉劑的熱穩(wěn)定性117-118
• 4.3.7 尿素微膠囊甲醛捕捉劑改性脲醛樹脂固化產(chǎn)物中尿素的緩釋性能118-120
• 4.3.8 尿素微膠囊甲醛捕捉劑改性脲醛樹脂的應(yīng)用性能研究120-123
• 4.3.9 尿素微膠囊甲醛捕捉劑改性脲醛樹脂固化后膠合板斷面形貌研究123-124
• 4.3.10 尿素微膠囊甲醛捕捉劑改性脲醛樹脂的長期甲醛釋放行為研究124-127
• 4.4 本章小結(jié)127-129
• 第五章 TiO_2@RFC納米復(fù)合微球的制備及甲醛光催化降解研究129-161
• 5.1 引言129
• 5.2 實驗部分129-136
• 5.2.1 實驗試劑及原料129-130
• 5.2.2 實驗儀器及設(shè)備130-131
• 5.2.3 實驗工藝路線131-133
• 5.2.4 測試與表征方法133-136
• 5.3 結(jié)果與討論136-160
• 5.3.1 分散劑種類對制備RF微球形貌的影響研究136-137
• 5.3.2 分散劑加入量對制備RF微球形貌的影響研究137-139
• 5.3.3 催化劑含量對制備RF微球形貌的影響研究139-140
• 5.3.4 TiO_2@RFC納米復(fù)合微球的形貌表征140-143
• 5.3.5 TiO_2@RFC納米復(fù)合微球的結(jié)構(gòu)表征143-144
• 5.3.6 TiO_2@RFC納米復(fù)合微球的結(jié)晶性能表征144-145
• 5.3.7 TiO_2@RFC納米復(fù)合微球的元素組成及含量表征145-146
• 5.3.8 TiO_2@RFC納米復(fù)合微球的熱穩(wěn)定性表征146-148
• 5.3.9 TiO_2@RFC納米復(fù)合微球的比表面分析表征148-152
• 5.3.10 TiO_2@RFC納米復(fù)合微球的光催化性能表征152-155
• 5.3.11 TiO_2@RFC納米復(fù)合微球用作膠合板后處理劑吸附降解甲醛性能研究155-160
• 5.4 本章小結(jié)160-161
• 第六章 結(jié)論161-165
• 參考文獻(xiàn)165-173
• 致謝173-175
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文175-177
• 作者和導(dǎo)師簡介177-179
• 北京化工大學(xué)博士研究生學(xué)位論文答辯委員會決議書179-180

  本文關(guān)鍵詞：環(huán)保型脲醛樹脂膠粘劑及甲醛控釋研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：333136