基于淀粉水解液AMF共聚树脂木材胶粘剂的研究与表征

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本文采用AMF树脂及桉木制备胶合板,研究了AMF树脂的理化性能、胶合板合成工艺以及对AMF树脂进行表征。利用Excel以单因素法优选出甲醛与三聚氰胺的摩尔比(Mf/Mm)及淀粉水解液与三聚氰胺的质量比m(A)/m(M)对树脂性能进行优化;利用傅里叶变换近红外光谱(NIR)对其粘度进行快速检测与分析,结合傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对不同AMF树脂体系中结构进行分析;利用接触角测量仪研究了AMF树脂在胶合板表面的润湿性能以及热压工艺对树脂润湿性能的影响。论文的主要结论如下:  (1)合成AMF树脂过程中,对其进行储存期测试,初步确认甲醛与三聚氰胺的摩尔比为1.6~2.2,当甲醛与三聚氰胺的摩尔比(Mf/Mm)介于1.6~2.2之间时,随着Mf/Mm的增加,固体含量相对较稳定,粘度呈降低的趋势,树脂储存期呈现先上升后下降的变化趋势,范围为8d~25d,Mf/Mm的变化并不影响树脂的pH值。  (2)通过优选摩尔比(Mf/Mm)和质量比m(A)/m(M)可提高AMF树脂的性能,选取Mf/Mm=1.8、m(A)/m(M)=60%的工艺合成树脂,其湿板胶合强度达0.9752MPa,超过胶合板国家Ⅰ类标准,甲醛释放量为1.26mg/L,达到E1级标准。  (3)通过收集NIR近红外光谱图,利用标准实验方法测得AMF树脂的粘度(25℃)值,生成AMF树脂近红外光谱数据库,再运用PLS方法,通过交互验证,确定维数为3,模型R2=92.27,RMSECV=4.92,Bias=5.671,回归曲线:y=0.9187x+5.6726,模型通过验证。  (4)FT-IR分析结果表明:AMF-30%树脂的吸收峰最强,AMF-50%树脂的吸收峰最弱;峰位置3的吸收峰归属于C-O-C键的伸缩振动,峰位置7的吸收峰归属于O-H和N-H的耦合振动峰,其两处振动峰的强度均高于其他峰位置;质量比m(A)/m(M)在30%~50%内,随着淀粉水解液添加量的逐步增大,树脂体系结构中酰胺的量减少。  (5)随着淀粉水解液添加量的增大,树脂在胶合板表面的润湿性能先迅速上升后缓慢下降,当质量比m(A)/m(M)为40%时,其树脂在胶合板上的润湿性能最佳,AMF树脂随着温度的升高而粘度逐渐降低,在胶合板表面的润湿性能越好。  (6)在20℃时,AMF-20%和AMF-30%树脂的平衡接触角基本相同,其接触角变化率也非常接近;在70℃时,AMF-20%树脂的平衡接触角要大于AMF-40%的平衡接触角,二者的渗透性k几乎相同。  (7)随着温度的升高,拟合的曲线由平缓变陡峭,接触角达到平衡状态的时间逐渐缩短,初始接触角和平衡接触角都减小,越易润湿;AMF-30%树脂在50℃时,初始接触角为87.2°,平衡接触角为50.3°,其接触角变化率最大为42.32%,润湿性能最好。
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