碱木质素改性脲醛树脂的研究

摘要

木质素是自然界第二丰富的生物可再生资源,工业木质素是制浆造纸的副产物,目前回收利用率不高,大部分随废水排放,既污染环境,又浪费资源.工业木质素的资源化利用具有重大的经济、社会效益.本文通过对木质素在人造板胶粘剂中的应用加以研究,旨在推动木质素胶粘剂工业化生产与应用的进程. 首先对碱木质素进行了提纯和表征,得出以下结论:碱木质素碳、氢、氧元素的含量分别为32.64％、4.28％和33.82％;其中木质素的含量为38.86％;主要结构单元为愈疮木基;酚羟基、醇羟基和甲氧基含量分别为2.47％、3.72％和3.12％;碱木质素的重均分子量为8739.6,数均分子量为773.20,多分散系数为11.303. 其次,对碱木质素进行了羟甲基化改性,并和三聚氰胺-脲醛树脂进行了压板实验.通过分析甲醛和碱木质素的质量比、反应时间、反应温度和反应体系的pH值对羟甲基化木质素中游离醛和羟值含量的影响,得出碱木质素羟甲基化反应的最佳条件为:碱木质素和甲醛的质量比为3,反应温度为70℃,反应时间为3h,反应体系的pH值为11.通过共混树脂的压板实验得出:羟甲基化木质素的最佳加入量为30％. 最后,通过对碱木质素进行羟甲基化改性,制取木质素改性脲醛树脂.结果表明该胶的性能达到了国家标准,且当反应温度为80℃,反应时间为2.5～3.5h,改性碱木质素用量为30％时,胶粘剂具有较高的剪切强度,游离醛为0.5％,远低于脲醛树脂中游离甲醛的含量.

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文摘

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致谢

前言

第一章绪论

1.1脲醛树脂的研究概述

1.1.1脲醛树脂的发展历程

1.1.2脲醛树脂反应机理

1.1.3脲醛树脂的改性研究

1.1.4脲醛树脂的发展前景

1.2木质素的结构、性质和应用

1.2.1木质素在自然界中的存在

1.2.2木质素的结构

1.2.3木质素的物理性质

1.2.4木质素的化学性质

1.2.5木质素的应用

1.3木质素用做木材胶粘剂的研究

1.3.1木质素脲醛树脂胶粘剂

1.3.2木质素酚醛树脂胶粘剂

1.3.3木质素三聚氰胺甲醛胶黏剂

1.4碱木质素应用中存在的问题

第二章碱木质素的提纯及表征

2.1实验仪器和试剂

2.1.1仪器

2.1.2试剂

2.2实验步骤

2.2.1原料的元素分析

2.2.2原料的组成成分分析

2.2.3木质素官能团定性分析

2.2.4木质素及其衍生物官能团定量分析

2.2.5碱木质素分子量的测定

2.3碱木质素的表征和结果

2.3.1元素分析

2.3.2组成成分分析

2.3.3红外光谱分析

2.3.4紫外光谱分析

2.3.5核磁共振碳谱分析

2.3.6官能团定量分析

2.3.7碱木质素的分子量及分子量分布

2.4本章小结

第三章羟甲基化木质素的制备及和三聚氰胺-脲醛树脂(MUF)的共混

3.1实验仪器和试剂

3.1.1实验仪器

3.1.2试剂

3.2实验步骤

3.2.1碱木质素溶液粘度的测定

3.2.2羟甲基化木质素制备

3.2.3三聚氰胺-脲醛(MUF)树脂的制备

3.2.4胶合板的压制

3.2.5羟甲基化木质素的表征与测试

3.2.6胶合板性能的检测

3.3实验结果与讨论

3.3.1不同浓度碱木质素溶液的粘度

3.3.2羟甲基化木质素表征

3.3.3共混树脂性能表征

3.4本章小结

第四章木质素脲醛树脂的共缩聚

4.1实验仪器和试剂

4.1.1实验仪器

4.1.2实验试剂

4.2实验方法

4.2.1木质素-脲醛树脂的制备

4.2.2树脂粘度的测定

4.2.3树脂固含量的测定

4.2.4树脂固化时间的测定

4.2.5树脂游离醛含量的测定

4.2.6胶合板的压制

4.2.7胶合板强度的测定

4.2.8胶合板甲醛释放量的测定

4.3实验结果与讨论

4.3.1改性脲醛树脂的性能指标

4.3.2温度对反应的影响

4.3.3 pH对反应的影响

4.3.4尿醛比对反应的影响

4.3.5碱木质素加入量对树脂游离甲醛含量的影响

4.3.6碱木质素加入量对固化时间的影响

4.3.7碱木质素加入量对胶合板剪切强度的影响

4.3.8碱木质素加入量对胶合板甲醛释放量的的影响

4.4本章小结

第五章结论

参考文献