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农用脲醛树脂甲醛释放规律及调控研究

作　者: 赵庆
导　师: 唐双凌
学　校: 南京理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 脲醛树脂三聚氰胺草酸盐甲醛释放量胶合强度
分类号: TQ323
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

脲醛树脂在农业上的用途主要有两个方面：一是作为缓释肥料的包膜材料；二是在秸秆盆钵加工成型过程中作为胶粘剂。脲醛树脂价格低廉,但缓慢释放的甲醛可能污染农业生产环境,危害作物的正常生长。本文以如何降低脲醛树脂压制秸秆盆钵的甲醛释放量为目标,采用低F/U摩尔比和三聚氰胺改进脲醛树脂的合成工艺,应用新型固化剂三聚氰胺草酸盐对脲醛树脂的甲醛释放进行调控,并以红外光谱(IR)、差热扫描量热法(DSC)、热重分析(TG)等现代分析手段研究了脲醛树脂的结构和固化特性。考虑到甲醛和三聚氰胺有一定的毒性,本文还从种子萌发和保护酶活性方面初步考察了它们对农作物生长的影响。以上研究得出的结论如下：(1)脲醛树脂的甲醛释放量随时间推移而逐渐降低,5-6天后趋于稳定,选择低F/U摩尔比和三聚氰胺改性的合成工艺可减少甲醛释放量。(2)新型固化剂三聚氰胺草酸盐可以解决传统固化剂氯化铵对低F/U摩尔比脲醛树脂固化不完全、胶合强度低的缺陷,并且可以降低脲醛树脂的甲醛释放量。(3)红外分析结果表明甲醛释放量降低的主要原因为脲醛树脂中的易释放甲醛的活性基团如-CH2OH、-CH2-O-CH2-的含量降低,稳定的Uron环结构增加,DSC分析结果有助于在秸秆育苗钵压制过程中选择合适的固化剂和固化工艺。(4)当浓度大于100mg/L时,甲醛和三聚氰胺处理对种子幼苗生长有明显的抑制作用,保护酶POD和CAT的清除能力受到影响,影响植物的正常生长。当采用F/U摩尔比1.2,6%的三聚氰胺改性脲醛树脂,三聚氰胺草酸盐为固化剂时压制成的秸秆盆钵的累积甲醛浓度可以达到100mg/L以下,不影响农作物的正常生长。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
1 绪论  10-20
  1.1 农用脲醛树脂的研究现状及问题  10-12
    1.1.1 脲醛树脂在秸秆盆钵成型加工中的应用  10-11
    1.1.2 脲醛树脂在缓释肥料包膜上的应用  11
    1.1.3 脲醛树脂用于农业领域的优点与存在的问题  11-12
  1.2 甲醛的危害与控制  12-14
    1.2.1 甲醛的危害  12
    1.2.2 胶接制品甲醛释放来源  12-13
    1.2.3 降低甲醛释放的研究  13-14
  1.3 脲醛树脂的研究进展  14-17
    1.3.1 脲醛树脂合成反应机理研究  14-15
    1.3.2 脲醛树脂结构的研究  15-16
    1.3.3 脲醛树脂改性研究  16-17
  1.4 脲醛树脂固化机理和固化体系研究  17-19
    1.4.1 脲醛树脂固化机理研究  17-18
    1.4.2 脲醛树脂固化体系的种类  18
    1.4.3 UF树脂固化体系的选择  18-19
  1.5 研究内容  19-20
2 低游离甲醛脲醛树脂的合成与性能研究  20-31
  2.1 试验材料与方法  20-22
    2.1.1 试验试剂与仪器  20
    2.1.2 脲醛树脂的制备  20-21
    2.1.3 固化时间测定  21
    2.1.4 游离甲醛测定  21
    2.1.5 胶合板胶合强度测定  21-22
    2.1.6 红外和DSC测试方法  22
  2.2 结果与讨论  22-30
    2.2.1 脲醛树脂一般性能  22
    2.2.2 三聚氰胺添加量对脲醛树脂性能的影响  22-23
    2.2.3 F/U摩尔比对脲醛树脂性能的影响  23-24
    2.2.4 不同F/U摩尔比的脲醛树脂红外光谱分析  24-26
    2.2.5 三聚氰胺改性脲醛树脂的红外光谱分析  26-27
    2.2.6 不同F/U摩尔比对脲醛树脂差热分析的影响  27-29
    2.2.7 三聚氰胺对脲醛树脂差热分析的影响  29-30
  2.3 本章小结  30-31
3 三聚氰胺草酸盐对脲醛树脂的性能和甲醛释放量的调控研究  31-47
  3.1 材料与方法  32-34
    3.1.1 试验原料与仪器  32
    3.1.2 三聚氰胺草酸盐的制备  32
    3.1.3 脲醛树脂性能测定方法  32-33
    3.1.4 秸秆盆钵压制试验方法  33
    3.1.5 甲醛释放量测定  33-34
    3.1.6 红外和DSC测试方法  34
  3.2 结果与讨论  34-45
    3.2.1 不同摩尔比脲醛树脂甲醛释放规律研究  34-35
    3.2.2 三聚氰胺对脲醛树脂甲醛释放量的影响  35-36
    3.2.3 固化剂对脲醛树脂甲醛释放的影响  36-38
    3.2.4 固化剂对脲醛树脂性能的影响  38-40
    3.2.5 不同固化体系下脲醛树脂红外光谱分析  40-43
    3.2.6 不同固化体系下脲醛树脂的热分析  43-45
  3.3 本章小结  45-47
4 甲醛和三聚氰胺对农作物种子萌发的影响  47-56
  4.1 实验材料与方法  48-49
    4.1.1 实验材料与仪器  48
    4.1.2 主要试剂  48
    4.1.3 种子萌发培养  48-49
    4.1.4 幼根各种酶活性的测定  49
  4.2 结果与讨论  49-55
    4.2.1 甲醛对农作物种子萌发的影响  49-50
    4.2.2 三聚氰胺对种子萌发的影响  50-51
    4.2.3 甲醛和三聚氰胺对幼苗根系活力的影响  51-52
    4.2.4 甲醛和三聚氰胺对幼苗根系保护酶活性的影响  52-55
  4.4 本章小结  55-56
5 结论与展望  56-58
  5.1 结论  56-57
  5.2 展望与不足之处  57-58
    5.2.1 未来展望  57
    5.2.2 不足之处  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-61

农用脲醛树脂甲醛释放规律及调控研究

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