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本文以木质素磺酸盐(SLS)同酚醛胶(PF)共混及对其进行羟甲基化反应提高活性与酚醛胶混合两种方式,分别制备了木质素-酚醛胶黏剂(LPF)和木质素-酚醛复合胶黏剂(HLPF)。对胶黏剂的理化性能进行了研究,并采用正交试验确定了木质素-酚醛复合胶的最佳热压工艺。通过酸水解法制取纳米纤维素CNF,将其作为活性填料加入复合胶黏剂中,制得纳米纤维改性木质素酚醛胶黏剂CNF-HLPF,并分析了板材的胶合界面。试验研究了胶黏剂的结构和性能,采用动态热机械法分析其粘弹性变化,以及利用数字散斑技术分析其板材胶合界面在外力作用下的应变分布情况,探讨其胶合作用机制。充分利用丰富的生物质材料制备了综合性能较为优良的新型木材胶黏剂,为工业木质素和纤维素等造纸行业副产物的综合利用提供新的途径。论文的主要研究内容和结论如下:1.木质素的组成分析和填料改性测试分析了木质素的成分,以不同SLS添加量与PF共混制备了LPF。经测试发现SLS添加量为10%时,胶黏剂的理化性能最佳:固含量53.84%,p H值11.16,黏度2389m Pa·s,游离醛含量0.156%,羟甲基含量18.34%,游离酚含量0.31%,胶合强度0.94MPa,其合格率为73.3%。用LPF制备的板材,其胶合性能较差,因而需要对SLS进行活化处理。2.HLPF的制备及胶黏剂制备胶合板工艺优化对SLS进行羟甲基化活化处理制得HLF,再与PF混合制备HLPF。确定了最佳活化工艺以及混合比:碱用量为0.1%,SLS与甲醛的物料比例为3:1,反应温度80℃,反应时间3h,HLF和PF的混合比为1.5:3,经测试胶合强度及合格率均达到Ⅰ类胶合板的要求。针对HLPF制备胶合板设计了温度、时间、压力和涂胶量四因素三水平的正交试验,通过试验确定最佳热压工艺为:热压温度160℃,时间1min/mm,压力1MPa和涂胶量150g/m2。3.纳米纤维素改性HLPF与结构表征通过酸水解制备CNF,制备CNF-HLPF,测试老化前后板材的胶合性能,并分析了胶合界面,确定CNF的最佳用量为2%。经红外测试,判断组成SLS的主要是紫丁香基丙烷单元,羟甲基化后,HLF的羟基和亚甲基含量增大;LPF的分子结构中分别存在苯酚与甲醛和SLS与甲醛反应的分子链段;CNF谱图中,发现对应纤维素醇,纤维素C-C骨架和分子内醚C-O的伸缩振动吸收峰。对PF、LPF和HLPF进行了DSC测试,得出固化温度分别为135.7℃,130.9℃和135.0℃,说明木质素的添加降低了固化温度和提高了固化速度。结合热压工艺探讨,得出HLPF胶黏剂的热压温度应在135~140℃间最为适宜。对PF、LPF、HLPF和CNF-HLPF树脂进行了粘弹性分析,发现常温下HLPF弹性最好,其力学松弛过程的维持时间最长,PF力学松弛过程的强度较高,内耗大,并且得出四种树脂玻璃化转变温度Tg分别为104.6℃,113.3℃,122.9℃和90.5℃,判断出粘性大小为CNF-HLPF>LPF>HLPF>PF。选用HLPF进行不同频率下的粘弹性分析,结果发现:各频率下,树脂储能模量E’的变化较为接近,材料在高频作用下表现出较强的刚性,低频下内耗较大,粘性较强,频率增大使得Tg向高温方向移动。4.胶合剪切界面的数字散斑分析以PF、LPF、HLPF和CNF-HLPF胶粘剂制备的胶合板为研究对象,通过数字散斑技术,分析了板材老化前后的应变分布情况。在400N加载下,胶层的最大剪切应变均出现在靠近槽口的胶线两端,板材的最大应变均出现在靠近槽口的芯板处。老化前后芯板上的应变集中区域数量和应变值均出现变化,老化处理对应变分布产生了较大的影响。对四种胶合板进行胶合剪切界面的数字散斑分析得出,LPF的剪切界面为弱界面,另外三种胶合板的剪切界面均为强界面。综上所述,以木质素替代部分苯酚制备的木质素-酚醛复合胶黏剂,其技术指标达到国家Ⅰ类板的要求。采用纳米纤维素改性复合胶黏剂能够有效提高胶合强度,增强胶合界面。