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甲苯二异氰酸酯交联改性聚乙烯醇乳液木材胶粘剂的研究

作　者: 刘明利
导　师: 刘彦龙
学　校: 北华大学
专　业: 木材科学与技术
关键词: 甲苯二异氰酸酯聚乙烯醇交联乳液环保型木材胶粘剂
分类号: TQ433
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

采用正交实验设计法研究甲苯二异氰酸酯(TDI)交联聚乙烯醇(PVA)的化学反应过程及反应物性能,制备耐水性好的交联聚乙烯醇乳液,再混入乙烯—醋酸乙烯共聚物乳液(VAE)、改性淀粉等填料,调制成单组份,常温固化,耐水、耐潮性好,胶接强度高的环保型木材用胶粘剂。研究分析了聚乙烯醇质量分数、甲苯二异氰酸酯质量分数、FH催化剂质量分数、反应温度及反应时间等因素对交联聚乙烯醇乳胶耐水性能的影响。通过方差分析得出各因素的主次为:TDI质量分数→PVA质量分数→FH催化剂质量分数→反应温度→反应时间。当PVA质量分数为8%,TDI质量分数为3‰,反应温度为45℃,反应时间为60min,催化剂的质量分数为2‰时,交联聚乙烯醇乳胶的耐水性最好,其溶出率可达5%以下。实验还发现,交联反应温度对交联聚乙烯醇乳液的颜色稳定性有很大影响。交联反应温度高于45℃,交联聚乙烯醇乳液的颜色稳定性变差。研究探讨了交联聚乙烯醇乳液的加入量、交联聚乙烯醇乳液合成工艺、乙烯—醋酸乙烯共聚物乳液的加入量、改性淀粉的加入量对改性聚乙烯醇乳液胶粘剂的干、湿压缩剪切强度的影响。对不同树种的干、湿压缩剪切强度进行了研究。发现,树种不同,其干、湿压缩剪切强度有所变化。用交联聚乙烯醇乳液胶粘剂体系胶接木质材料,其胶接强度可以达到聚醋酸乙烯酯乳液的强度,交联聚乙烯醇乳液胶粘剂的耐水性较聚醋酸乙烯酯乳液的好,并且价格远低于聚醋酸乙烯酯乳液。所以,交联聚乙烯醇乳液胶粘剂在木材胶接上具有很好的应用前景。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-7
1 绪论  7-14
  1.1 引言  7-8
  1.2 文献综述  8-14
    1.2.1 聚乙烯醇  8-11
    1.2.2 甲苯二异氰酸酯与水基聚乙烯醇胶粘剂交联反应的研究  11
    1.2.3 甲苯二异氰酸酯和硼砂交联聚乙烯醇环保乳胶的研究  11
    1.2.4 已二异氰酸酯和环氧树脂同时对聚乙烯醇胶水改性的研究  11-12
    1.2.5 三苯基甲烷三异氰酸酯交联聚乙烯醇木材胶粘剂的研究  12
    1.2.6 多亚甲基多苯基多异氰酸酯交联聚乙烯醇乳胶  12
    1.2.7 泡花碱和己二异氰酸酯同时对聚乙烯醇交联改性的研究  12
    1.2.8 VAE 乳液及其胶粘剂  12-13
    1.2.9 水性高分子异氰酸酯胶粘剂  13-14
2 实验原料及仪器设备  14-17
  2.1 实验原料  14-15
    2.1.1 主要化工原料  14
    2.1.2 木材及检测试样加工  14-15
  2.2 仪器设备  15-17
    2.2.1 合成装置  15
    2.2.2 计量、检测仪器设备  15-17
3 实验方法及原理  17-22
  3.1 交联聚乙烯醇乳液反应原理  17-18
  3.2 交联聚乙烯醇乳液性能检测  18-20
    3.2.1 一般性能检测  18-19
    3.2.2 耐水性能的检测  19
    3.2.3 压缩剪切强度检测  19-20
  3.3 交联聚乙烯醇乳液胶粘剂性能检测  20-22
4 交联聚乙烯醇乳液的研究  22-30
  4.1 交联剂的配制  22
  4.2 合成工艺  22
  4.3 正交实验设计  22-23
  4.4 结果及方差分析  23
  4.5 讨论  23-29
    4.5.1 胶膜耐水性能分析  23-28
    4.5.2 交联聚乙烯醇乳液颜色稳定性分析  28-29
  4.6 小结  29-30
5 交联聚乙烯醇乳液胶粘剂的调制研究  30-41
  5.1 正交实验设计  30-31
    5.1.1 交联聚乙烯醇乳液合成正交试验设计  30
    5.1.2 改性聚乙烯醇乳液胶粘剂调制的正交实验设计  30-31
  5.2 结果及计算  31
  5.3 讨论  31-38
    5.3.1 T-P 乳液加入量对干、湿压缩剪切强度的影响  37
    5.3.2 T-P 乳液合成工艺对干、湿压缩剪切强度的影响  37-38
    5.3.3 VAE 的加入量对干、湿压缩剪切强度的影响  38
    5.3.4 改性淀粉的加入量对干、湿压缩剪切强度的影响  38
  5.4 不同树种压缩剪切强度差异  38-39
  5.5 小结  39-41
结论  41-42
参考文献  42-45
致谢  45

甲苯二异氰酸酯交联改性聚乙烯醇乳液木材胶粘剂的研究

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