205090710-翟仁杰-胶黏剂论文.doc

《材料胶接技术》论文异***酸酯对脲醛树脂胶黏剂的改性及研究进展学号:205090710姓名:翟仁杰摘要:本文介绍了异***酸酯(MDI)对脲醛树脂胶黏剂(UF)的改性机理,研究了一种新型改性剂对于脲醛树脂胶黏剂的改性效果,并与传统改性方法进行了比较,使用这种新型改性剂能明显提高黏合强度及耐水性。概述了异***酸酯改性脲醛树脂的研究进展。关键词:脲醛树脂;异***酸酯;改性;研究进展引言脲醛树脂胶黏剂(Ureaformaldehyderesin,简称UF)属“三醛”中的产量最大的品种,是市场需求量最大的胶粘剂之一,中国木材工业中使用的胶粘剂80%以上是脲醛树脂。UF具有生产工艺简单、成本低、初始粘性大、无色透明、不污染木材、粘接强度与耐水性均优于动物胶等优点,一直是木材工业中应用最广泛的胶黏剂[1]。传统生产的脲醛树脂胶(UF),与酚醛(PF)及三聚******树脂(MF)比较,其耐水性差、耐老化性较差、树脂固化后收缩率过大,尤其是游离甲醛含量过高等问题。但可以采用加入不同改性剂和填料,提高脲醛树脂的各项综合性能。如添加三聚******(MF)、异***酸酯(Isocyanate,MDI)以及不同填料等物质可以改进UF树脂的各种性能。因此研究合成新工艺、生产具有耐水性、高强度高性能、低游离醛的脲醛树脂,对于木材加工业有着十分重要的意义[2]。纯MDI用于粘接木材价格非常昂贵,而利用MDI改性价格低廉的脲醛树脂胶黏剂,在科学研究和实际应用中都具有重要的意义。用MDI改性脲醛树脂的优点在于将少量MDI加入到价格较低的UF中,在基本不增加成本的基础上,改进混合胶黏剂的胶接性能,提高耐水性以及各项综合性能,并且如果采用封闭异***酸酯时,还可以大大降低游离甲醛含量。本文概述了异***酸酯改性脲醛树脂胶黏剂的改性机理及其研究进展。异***酸酯改性脲醛树脂胶黏剂的化学基础脲醛树脂胶黏剂合成机理(1)经典理论经典理论认为UF的合成主要分为两个阶段。第一阶段为加成反应,即在弱碱性介质中尿素和甲醛进行羟***化反应,生成一羟、二羟、三羟和四羟***脲,反应方程式如下:第二阶段为缩聚反应,即在弱酸性介质中,前一阶段反应生成的羟***衍生物与脲或羟***缩合生成次***键,具体反应式如下:(2)糠醛理论在强酸性介质(pH<)条件下,尿素与甲醛反应生成一定数量的Uron环结构的小分子,然后再进一步聚合成具有Uron环链节的高分子。一方面,由于Uron环的耐水解能力比亚***二脲好,所合成的树脂有利于提高其胶接制品的耐水性;另一方面,在树脂中引入Uron环链节,可相对降低UF的交联密度增加树脂分子链的长度,也就是缩聚程度提高。所以树脂的初黏性较好,预压性能提高。异***酸酯化学性质MDI含有的异***酸酯基(-N=C=O),是一种高度不饱和基团,因而对许多化合物(如羟基、水、羧基、氨基等)都有很高的反应活性,很容易进行加成反应;同时,MDI具有优良的胶接性、较好的耐水性和耐老化性、无甲醛释放等优点。MDI改性脲醛树脂胶黏剂是通过MDI与UF胶中的水分反应生成取代脲、与羟基或氨基反应生成氨基甲酸酯,而以共价键形式联接。异***酸酯对脲醛树脂胶黏剂的改性机理由于UF本身的结构特征,分子中含有3-4个羟***,它具有亲水性,在酸性条件下易水解;又由于UF具有固化后产生的内应力使胶层变脆,易龟裂、耐水性及耐老化性能较差、使用时有游离甲醛释放等缺陷,