MPF共缩聚树脂的合成与性能研究

论文摘要

酚醛树脂是竹木加工行业广泛使用的一种胶粘剂,但是由于其成本高,色泽深,固化温度高（140-150℃）,目前主要用于建筑模板、车厢板、集装箱板等材料的生产;而三聚氰胺-甲醛树脂强度高、耐水性好、原料充足、并且无色、固化温度低（95-110℃）,但性脆、贮存期短、耐老化性差。目前,环保高性能竹木制品越来越受到专业界重视。同时化工原料苯酚价格高涨,珍贵木材资源供应越加紧张。对于又能兼顾低游离甲醛散发、环保、耐老化、高强且贮存时间长、成本适中的胶种,是竹木加工领域的技术瓶颈。MPF共缩聚树脂可兼具酚醛和三聚氰胺-甲醛树脂的优异性能,并且具有环保、阻燃、高强、高耐久性等突出优点,对木材制品无污染、易加工、价格适中,在防火板、胶合板、实木复合地板、竹丝重组板等产品开发应用尤其适合。因此,开发MPF共缩聚树脂胶具有广阔的市场前景。本研究通过对MPF共缩聚树脂合成与性能研究得出如下结论:①通过MPF树脂的傅立叶红外光谱分析和核磁共振氢谱分析表明,弱碱性条件下合成的MPF共缩聚树脂,主要是通过羟甲基三聚氰胺和羟甲基苯酚缩聚得到的,三聚氰胺的三嗪环结构与苯酚环主要以亚甲基键结构相联。②不同摩尔比MPF树脂通过非等温差示热量扫描DSC曲线表明,随着（M+P）/F摩尔比的提高,MPF特征固化温度均减小,固化的表观活化能逐渐减小;三种摩尔比的MPF（F/ （M+P）=1.3、1.6、1.8）共缩聚树脂的动力学模型分别为:da/dt=1.04×1015e-116140/RTp（1-a）0.9291和da/dt=8.45×1013e-107230/RTp（1-a）0.9407和da/dt=2.40×1011e-87030/RTp（1-a）0.9448;随着F/（M+P）的摩尔比的提高,利用外推法得出的静态的特征固化温度Ti、Tp和Tf均逐渐降低,这点与MPF树脂固化反应的表观活化能的大小顺序一致;随着pH值的减小,MPF树脂体系固化反应的表观活化能逐渐增大。③通过锥形量热仪对不同热辐射功率的MPF树脂的竹丝成形材的燃烧动力学和其燃烧性能的研究表明,燃烧反应表观活化能Ea分别是阻燃剂处理的MPF树脂BSFM为29.89KJ.mol-1,PF树脂BSFM为13.93KJ.mol-1,阻燃剂未处理的MPF树脂BSFM为13.54KJ.mol-1,PF树脂BSFM为12.26KJ.mol-1;阻燃剂处理前后均是MPF树脂竹丝成形材的阻燃性能均好于PF树脂竹丝成形材;通过锥形量热仪对MPF和PF树脂防火板燃烧性能的分析同样表明,MPF树脂的阻燃燃性能好于PF树脂防火板;④通过对不同热压温度MPF树脂的竹丝重组板的力学性能分析表明,随着热压温度的升高,MPF树脂的胶接性能逐渐提高;通过对不同热压温度MPF树脂的三层杨木胶合板的胶合强度研究表明,随着热压温度的升高,MPF树脂的胶接性能也是逐渐提高;通过对不同pH值的MPF树脂竹丝重组板的力学性能研究表明,碱性pH值范围内,MPF树脂PH值的变化,对其胶合性能影响不大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文研究的背景、目的与意义
• 1.2 MPF 树脂的研究状况
• 1.2.1 三聚氰胺改性脲醛树脂-MUF 共缩合树脂
• 1.2.1.1 MUF 共缩聚树脂的合成及理论研究概况
• 1.2.1.2 MUF 共缩聚树脂的应用概况
• 1.2.2 三聚氰胺-苯酚-尿素-甲醛树脂-MPUF 树脂
• 1.2.3 三聚氰胺-苯酚-甲醛性共缩聚树脂-MPF 树脂
• 1.2.3.1 MPF 共缩聚树脂的合成及理论研究概况
• 1.2.3.2 MPF 树脂的应用概况
• 1.3 课题研究的主要内容
• 1.4 课题的创新点
• 2 MPF 共缩聚树脂的合成机理分析
• 2.1 引言
• 2.2 材料与方法
• 2.2.1 试验材料
• 2.2.2 树脂合成
• 2.2.3 表征及仪器
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 MPF 合成及结构表征
• 2.4 小结
• 3 MPF 共缩聚树脂的固化行为和固化动力学分析
• 3.1 引言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验仪器
• 3.2.3 MPF 共缩聚树脂的合成
• 3.2.4 不同PH 值的MPF 共缩聚树脂的制备
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 MPF 共缩聚树脂固化前后红外图谱分析
• 3.3.2 非等温差示热量扫描DSC 测试
• 3.3.3 固化动力学分析
• 3.3.4 MPF 共缩聚树脂特征固化温度表征
• 3.4 小结
• 4 MPF 共缩聚树脂材料燃烧动力学和燃烧性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 材料制备
• 4.2.2 主要实验仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 竹丝成形材燃烧反应动力学的分析
• 4.3.2 不同树脂BSFM 燃烧性能的对比
• 4.3.3 不同比重MPF 共缩聚树脂的BSFM 的燃烧性能对比
• 4.3.4 MPF 和PF 树脂防火板的燃烧性能比较
• 4.4 小结
• 5 MPF 共缩聚树脂的胶合性能研究
• 5.1 引言
• 5.2 材料与方法
• 5.2.1 材料的制备
• 5.2.2 试件的制备
• 5.2.3 试验方法
• 5.2.4 试验设备
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 不同热压温度的MPF 共缩聚树脂胶的BSFM 的力学性能分析
• 5.3.2 不同PH 值的MPF 共缩聚树脂胶的BSFM 的力学性能分析
• 5.4 小结
• 6 结论
• 参考文献
• 个人简介
• 致谢