纳米Si O2/氧化淀粉复合改性脲醛树脂的制备及性能研究

摘要

脲醛(UF)树脂胶粘剂，因其粘合力强、价格便宜、制造工艺简单、使用方便以及胶层颜色浅等特点，成为了市场上需求量最大的胶黏剂之一，广泛应用于木材加工等行业。但脲醛树脂最为突出的缺点就是游离甲醛含量高，严重污染环境，危害人们的健康。因此，本论文采用氧化淀粉和纳米SiO2对脲醛树脂进行复合改性研究，以期能降低游离甲醛含量，提高树脂的综合性能。
　　实验首先研究玉米淀粉的氧化和纳米SiO2的改性。以过氧化氢为氧化剂，CuSO4·5H2O为催化剂对玉米淀粉进行氧化，通过改变过氧化氢用量、反应温度、淀粉的质量分数、反应时间、pH值，确定了最优的反应条件为：过氧化氢用量为12%，反应时间为4h，反应温度50℃，氧化体系pH值为9，淀粉的质量分数为40%。然后，以硅烷偶联剂KH-550对纳米SiO2进行改性，红外光谱和透射电镜表征结果显示，KH-550和纳米SiO2发生了反应，且大大减弱了纳米SiO2的团聚作用。
　　而后，首先以单一改性剂纳米SiO2对脲醛树脂进行改性，探讨了纳米SiO2用量对脲醛树脂的游离甲醛含量、粘接强度等性能的影响。结果表明，纳米SiO2的加入可以有效的降低游离甲醛含量，提高树脂粘接强度，但是若添加量过多，非但树脂的粘结强度不在增加，游离甲醛含量不再降低，同时树脂的粘度也会变得过大，不利于树脂的施胶，故选择添加量占尿素总量的10%，此时的改性脲醛树脂的游离甲醛含量为0.25%，固化时间73s，粘接强度达到1.56MPa。
　　以氧化淀粉和改性纳米SiO2组成的复合改性剂对脲醛树脂进行改性。结果表明，在甲醛和尿素比（F/U）为1.2时，氧化淀粉和改性纳米SiO2的加入对脲醛树脂的游离甲醛含量以及胶接性能有着显著的影响。最佳工艺为：固定添加改性剂的量为尿素质量10%，氧化淀粉和改性纳米SiO2质量比为2:3。此时，合成脲醛树脂的粘度适中，固含量为55.95%，游离甲醛量由原来的0.49%降低至0.18%；同时，此改性脲醛树脂的胶粘强度增加至1.59MPa，相比于未改性的脲醛树脂(粘接强度为0.9MPa)有很大提高，同时综合性能优于单一纳米SiO2改性的脲醛树脂，也和现在社会的环境友好的要求相契合。

目录

1绪论

1.1胶合板用胶黏剂的概述

1.2脲醛树脂概述

1.3.1甲醛的危害

1.3.2脲醛树脂的低毒改性方法

1.4纳米二氧化硅的概述

1.5淀粉的概述

1.6氧化淀粉

1.6.1氧化淀粉的应用

1.6.2淀粉的氧化机理

1.7本论文研究的内容和意义

2淀粉的氧化及二氧化硅的改性

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验原料与设备

2.2.2氧化玉米淀粉的制备

2.2.3纳米二氧化硅的改性

2.2.4产物的表征与性能测定

2.3结果与讨论

2.3.1氧化玉米淀粉羧基含量的分析

2.3.2羧基含量对氧化玉米淀粉其他性能影响

2.3.3纳米SiO2活化率结果分析

2.3.4红外光谱结果分析

2.3.5 X-射线粉末衍射结果分析

2.3.6热重结果分析

2.3.7透射电镜结果分析

2.4本章小结

3脲醛树脂的复合改性

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验材料与设备

3.2.2改性UF树脂的合成

3.2.3改性UF树脂的表征与性能测定

3.3结果与讨论

3.3.1改性纳米SiO2用量对UF树脂性能的影响

3.3.2改性剂配比对UF树脂性能的影响

3.3.3红外表征结果分析

3.3.4 X-射线粉末衍射结果分析

3.3.5热重结果分析

3.3.6 SEM结果分析

3.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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