苯并噁嗪木材胶粘剂的合成与应用研究

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本论文采用有机溶剂法分别合成了一种新型的苯并噁嗪预聚体。研究了反映温度、时间、摩尔比对产物的影响。通过1H-NMR,FTIR,DSC对苯并噁嗪预聚体的结构和固化行为进行了研究。结果表明,采用以甲苯为溶剂得到的预聚体的成环率最高,合成的预聚体的成环率与溶剂的极性有关,溶剂极性越强,成环率越低;成环率对预聚体的固化温度和固化热有影响,成环率越低,其固化产物的起始温度越低,固化热也越低。用多壁碳纳米管复合苯并噁嗪,DSC结果显示,预聚物的开始固化温度与终止固化温度均有提高。而且,TGA结果表明,复合后的苯并噁嗪有更高的耐热指数。因此可以作为耐高温的木材胶粘剂。研究苯并噁嗪开环过程中的体积变化,发现苯并噁嗪其固化物的密度在室温下较单体有所下降,即呈现宏观体积膨胀效应,但在恒温固化过程中却呈现体积收缩。并且苯并噁嗪的固化温度越高,时间越长,体积膨胀效应就越大。对其反应机理进行了初步探讨,提出了Manich反应机理。将三种木材胶粘剂(苯并噁嗪胶粘剂、碳纳米管复合苯并噁嗪、普通酚醛树脂)应用于刨花板、胶合板,发现新制得胶粘剂比常规酚醛树脂性能优异。刨花板作为一种用途广泛的人造板,在我国一直是具有发展前景的产品。但是刨花板在厚度方向上的尺寸稳定性较差。为了进一步深入研究刨花板厚度方向的变化规律,尝试建立刨花板厚度方向变形模型,并用实验进行了验证。刨花板的总的吸水厚度膨胀率主要取决于人造板内木材的粘弹变形恢复、人造板内木材的吸湿膨胀、胶接点破坏引起的变形和较大含水率变化时的机械吸附蠕变。由此得到的线性回归方程与实验结果比较吻合。
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