木焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶粘剂的研究

论文摘要

生物质能作为绿色能源中的重要组成部分,受到了各国科学家和政府的重视。作为利用生物质能的重要方式,传统的生物质炭化、热解工艺由于其可持续发展性受到了广泛的关注。干馏炭化工艺的副产物-木焦油含有多种无机、有机化合物,对环境有着十分强烈的危害性,但同时也是-种宝贵的廉价的化工资源。如何资源化利用木焦油,是生物质干馏炭化工艺发展的关键。采用简单蒸馏法,取得木焦油中170-250℃的馏分；采用气质联用仪（GC-MS）对此馏分的成分进行了分析,确定了37种化合物,其中含有酚类、酮类、萘类等,它们都是重要的化工原料。其中酚类化合物的相对含量为40%,占总体木焦油的11%以上。用木焦油部分替代苯酚合成酚醛树脂胶粘剂,采用三乙胺和氢氧化钡复合催化剂,同时采用一次投甲醛法和简单的程序升温,对合成工艺参数焦油替代量、反应温度、反应时间、催化剂含量进行了正交化研究,确定了最佳工艺条件,制得的酚醛胶的性能符合GB／T 14074-2006的要求,胶合强度更是高达3.08MPa。本文将一步投料法、简单程序升温工艺也应用于传统的催化剂氢氧化钠和氧氧化钾,也得到了符合GB／T 14074-2006要求的胶粘剂,其中氢氧化钠催化的工艺,其木焦油替代量可以达到10%,所得胶粘剂的胶合强度可以达到1.77MPa,高出国家标准数据1.5倍,其固化时间也符合工业生产的需要；对于氢氧化钾催化的工艺过程,木焦油替代量达到了15%,胶粘剂的胶合强度2.07MPa,高出了国家标准1.96倍,固化速度也符合工业生产的需要,其粘度要比氢氧化钠催化的低,有利于胶粘剂的储存。本文探索了一条利用木焦油的有效途径,并改进了传统的酚醛树脂胶粘剂的合成工艺,所得的胶粘剂成本低、胶合强度高、固化速度快、毒性低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 绿色能源的发展现状
• 1.1.1 太阳能
• 1.1.2 风能
• 1.1.3 水能
• 1.1.4 氢能
• 1.1.5 核能
• 1.1.6 生物质能
• 1.2 木焦油的研究进展
• 1.2.1 木焦油的来源及成分
• 1.2.2 粗木醋液的利用
• 1.3 木材胶粘剂
• 1.3.1 胶粘剂
• 1.3.2 木材胶粘剂
• 1.4 酚醛树脂胶粘剂的研究进展
• 1.4.1 酚醛树脂胶粘剂
• 1.4.2 酚醛树脂胶粘剂的合成和作用机理
• 1.4.3 酚醛树脂胶粘剂的改性研究
• 1.5 本论文的主要研究内容及意义
• 第二章 木焦油成分分析与检测
• 2.1 富含酚类馏分（木杂酚）的提取
• 2.2 木杂酚的成分分析
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 实验条件
• 2.2.3 实验步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 木杂酚含量
• 2.3.2 木杂酚成分分析
• 2.3.3 分析讨论
• 第三章 二价金属离子/叔胺催化合成酚醛树脂胶粘剂
• 3.1 实验仪器与原料
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 实验原料
• 3.2 实验测试方法
• 3.2.1 酚醛树脂胶粘剂性能的测试方法
• 3.2.2 胶合板性能测试
• 3.3 酚醛树脂胶粘剂的制备
• 3.3.1 实验仪器与装置
• 3.3.2 制备工艺
• 3.3.3 胶合板的制备
• 3.4 结果分析与讨论
• 3.4.1 第一次正交试验
• 3.4.2 第二次正交试验
• 3.4.3 最佳工艺条件合成酚醛树脂胶粘剂
• 3.4.4 总结
• 第四章 氢氧化钠催化合成酚醛树脂胶粘剂
• 4.1 实验仪器与材料
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.2 实验测试方法
• 4.3 酚醛树脂胶粘剂的制备
• 4.3.1 酚醛树脂胶粘剂的制备装置
• 4.3.2 酚醛树脂胶粘剂的制备工艺
• 4.3.3 胶合板的制备
• 4.4 结果分析与讨论
• 4.4.1 合成原料配比
• 4.4.2 胶粘剂性质检测结果
• 4.4.3 结果分析
• 4.4.4 本章小结
• 第五章 氢氧化钾催化合成酚醛树脂胶粘剂
• 5.1 实验仪器与材料
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 实验仪器
• 5.2 实验测试方法
• 5.3 酚醛树脂胶粘剂的制备
• 5.3.1 酚醛树脂胶粘剂的制备装置
• 5.3.2 酚醛树脂胶粘剂的制备工艺
• 5.3.3 胶合板的制备
• 5.4 结果分析与讨论
• 5.4.1 合成原料配比
• 5.4.2 胶粘剂性质检测结果
• 5.4.3 结果分析
• 5.4.4 本章小结
• 第六章 结论与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 研究成果及发表的学术论文
• 作者及导师简介
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书