聚乙烯亚胺-尿素-乙二醛树脂的合成及性能评价

摘要

为开发适合木材胶接用非甲醛系合成树脂,以聚乙烯亚胺(PEI)、尿素(U)、乙二醛(G)为原料,在不同工艺参数下制备聚乙烯亚胺-尿素-乙二醛(PEIUG)缩合树脂,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、电喷雾电离质谱仪(ESI-MS)、差示扫描量热仪(DSC)等方法对合成树脂官能团组成与固化特征进行表征,结合树脂宏观特征和胶合强度,综合评价合成反应工艺条件对树脂结构与性能的影响。测试结果表明,延长反应时间不仅有利于提升树脂的固体含量和胶合强度,树脂颜色也会随之加深,而且随着尿素用量的增加,在相同反应时间下树脂的固体含量和颜色呈现出相同的变化趋势,但胶合强度会有不同程度下降,特别是耐水性能。FT-IR和ESI-MS分析发现,合成树脂体系中存在多种分子结构组分,既包含尿素与乙二醛的自缩聚组分,也有聚乙烯亚胺、尿素、乙二醛之间的共缩聚组分,且聚合物的形成主要通过醚键(C—O—C)或亚甲基桥键(—CH_(2)—)的方式进行交联,不同反应工艺参数会导致树脂体系中聚合产物比例上的差异,进而对树脂网络交联体系的形成产生不同作用。从树脂固化历程的峰值温度和固化区域变化可以得到进一步印证,增加尿素用量虽然可以降低固化温度,但树脂固化历程会变得更加复杂。因此,在本试验条件下尿素用量对树脂整体性能的调控具有决定性作用。