酶解氧化淀粉与水合肼复合改性脲醛树脂胶粘剂研究

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脲醛树脂胶粘剂是一种价格低廉、胶合性能优越、操作简便的胶粘剂,但甲醛释放问题一直是制约脲醛树脂胶粘剂发展的障碍。因此本文利用α淀粉酶对玉米淀粉进行酶解处理,然后以Fe2+为催化剂,使用H2O2对其进行氧化处理,制备酶解氧化淀粉,进而以酶解氧化淀粉和水合肼对脲醛树脂胶粘剂进行改性,制备环保型脲醛树脂胶粘剂。本文探究了酶解氧化淀粉的最佳氧化工艺,以及两种改性剂对脲醛树脂胶粘单一改性和复合改性的效果,同时探究了两种改性剂在不同添加阶段和添加量对胶粘剂性能的影响,并得出最佳的复合改性工艺。当H2O2添加量50%(以淀粉质量计)、H2O2与Fe2+摩尔比为100:1、氧化反应保持60℃、持续进行2h可使酶解氧化淀粉含有较多的羧基,达到2.12%。脲醛树脂合成采用―碱-酸-碱‖工艺,使用酶解氧化淀粉单一改性时,第二阶段加入优于第三阶段加入;随着酶解氧化淀粉添加量的增加,甲醛释放量从3.40mg/L降至1.00mg/L,胶合强度从1.12MPa降至0.50MPa。使用水合肼单一改性时,第三阶段引入优于第二阶段;随水合肼添加量增多,甲醛释放量从3.40mg/L降至0.08mg/L,但胶合强度下降很快,从1.12MPa降至0.32MPa。酶解氧化淀粉与水合肼复合改性时,在达到Ⅱ类胶合板使用要求的情况下,在第二阶段加入5%酶解氧化淀粉和第三阶段引入2当量水合肼时,UF胶性能最佳:甲醛释放量达到0.30mg/L,胶合强度0.75MPa。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR),X-射线衍射(XRD),差示扫描量热法(DSC)等现代检测分析技术对胶粘剂的结构进行了表征,证明了酶解淀粉被成功氧化;酶解氧化淀粉上的羧基和水合肼上的氨基能够与脲醛树脂体系中的甲醛、羟甲基基团等活性基团发生反应,使脲醛树脂中的游离甲醛含量显著下降,并且改性剂的引入提高了胶粘剂的结晶度,使胶合强度降低。
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