發(fā)布時間：2020-11-18 13:04

　　 地采暖是國際上公認為目前最為提倡的采暖方式,實木復合地板是地采暖中最常用的地面木質鋪裝材料。然而,地采暖的特殊使用工況(高溫高濕反復變化)加劇了實木復合地板中膠黏劑的老化以及甲醛的釋放,限制了其在地采暖行業(yè)的廣泛應用。尋求兼具耐老化性和環(huán)保性的地采暖實木復合地板用膠黏劑,具有重要的理論意義和實際應用價值。本論文以生物質熱解油部分替代苯酚合成的熱解油改性酚醛樹脂(Phenol-formaldehyderesinmodifiedbybio-oil,簡稱 BPF 樹脂)作為地采暖實木復合地板用膠黏劑,重點考察了 BPF樹脂的老化性能及其制備的實木復合地板基材(膠合板)在地采暖環(huán)境中的甲醛釋放規(guī)律,研究了不同合成工藝和不同老化條件下的BPF樹脂老化行為,探索了熱解油及其各組分對BPF樹脂老化性能的影響機制。本論文主要研究結論如下:(1)經(jīng)煮沸—干燥循環(huán)加速老化處理后,BPF樹脂膠合板膠合強度在老化1-4周期變化顯著。隨老化周期的延長,BPF樹脂膠膜表面粗糙度不斷增大,逐漸出現(xiàn)顆粒和孔洞;樹脂分子結構中的亞甲基橋和醚鍵橋逐漸減少,醛類和酸類結構逐漸增多。相比于酚醛樹脂(Phenol-formaldehyde resin,簡稱PF樹脂),老化處理7周期后,BPF樹脂膠合強度損失率較小,表面粗糙度和亞甲基橋減小程度較低。(2)隨著地采暖溫度的升高,BPF樹脂膠合板初始甲醛釋放量值、甲醛釋放增長速率和平衡甲醛釋放量值都顯著增大。熱解油的加入可以減弱溫度對膠合板甲醛釋放量的增大作用,并隨著熱解油替代苯酚比例的增加,減弱效果越明顯。結構分析表明,膠合板初始甲醛釋放主要來自于膠合板內(nèi)的游離甲醛,后續(xù)的甲醛釋放則是因為樹脂的老化。(3)經(jīng)紫外光加速老化儀老化960h后,隨著熱解油替代苯酚比例的增加,BPF樹脂膠合板膠合強度損失率減小,樹脂膠膜表面老化程度和O/C比例降低;隨著NaOH添加量的增加,膠合板膠合強度損失率基本不變,樹脂膠膜表面的老化程度先減小后增大;隨著反應溫度的升高,膠合板膠合強度損失率減小,樹脂膠膜表面老化程度減小。不同合成工藝對樹脂老化性能影響程度從大到小依次為熱解油替代苯酚比例、反應溫度和NaOH添加量。(4)比較五種不同老化條件,老化960 h后,濕熱環(huán)境對BPF樹脂制備的膠合板和膠膜質量損失影響最大,老化儀環(huán)境對膠合板膠合強度、樹脂膠膜表觀形貌和樹脂膠膜表面O/C比例影響最大。綜合老化(濕熱和老化儀)比單一老化(水、熱和紫外光)對樹脂老化性能影響較大,單一老化中水對BPF樹脂老化性能影響較大。在水浸泡、濕熱和老化儀環(huán)境下老化960 h后,BPF樹脂的老化程度低于PF樹脂。(5)比較五種熱解油模型化合物制備的BPF樹脂,老化960 h后,無酚模型物制備的BPF樹脂膠合板膠合強度損失率最大,無酮模型物制備的BPF樹脂膠膜表觀形貌老化程度最大。結構分析表明,熱解油中的酚類和酮類物質對BPF樹脂合成反應具有積極作用,而醛類和酸類物質則具有消極效果。但老化960h后發(fā)現(xiàn)熱解油各組分均有助于改善BPF樹脂的老化性能。
【學位單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TS653.3
【部分圖文】：

的病菌蔓延，室內(nèi)環(huán)境更加衛(wèi)生清潔（劉東、王林忠等，２０１６；何恒，２０１２）�？諝�??對流的減弱，也會減少水分的流失，克服了傳統(tǒng)供暖室內(nèi)燥熱等缺點。地采暖房間內(nèi)??溫差小且分布均勻，在高度方向上呈現(xiàn)符合人體生理的負溫度梯度（圖１－２）（何昕??漾，２０１７；王凱樂，２０１３：何恒，２０１２）。并且，地采暖系統(tǒng)運行過程無噪聲，營造??７安靜的室內(nèi)環(huán)境。??３??

２．３．１膠合強度變化??ＢＰＦ樹脂和ＰＦ樹脂膠合板經(jīng)煮沸一干燥循環(huán)加速老化方法處理后，其膠合強度??變化情況見圖２－１。??１．４０?Ｉ???人?■?ＢＰＦ??ｒ．?＼??Ｓ?１１０??�。�〇〇?－?—？??０．９０??＞?■■■１?１?？?，?？?１?１？?Ｉ???０１２３４５６７８??老化周期??圖２－１?ＢＰＦ樹脂和ＰＦ樹脂膠合板膠合強度變化圖??Ｆｉｇ．２－１?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｎ?ｂｏｎｄｉｎｇ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｏｆ?ｐｌｙｗｏｏｄ?ｗｉｔｈ?ＢＰＦ?ａｎｄ?ＢＦ?ｒｅｓｉｎｓ??２０??

??由圖２－１可知，隨老化周期的不斷增加，ＢＰＦ樹脂和ＰＦ樹脂制備的膠合板膠合??強度都呈先增加再快速減少后變緩減少的趨勢。膠合板膠合強度主要變化周期發(fā)生在??老化１？４周期。當膠合板經(jīng)１個老化周期處理后，試樣的膠合強度增大，這是因為老??化試驗中的高溫引起了樹脂再次固化（Ｈｕ、Ｚｈａｏ等，２０１４）。ＢＰＦ樹脂膠合扳再固??化現(xiàn)象要比ＰＦ樹脂膠合板明顯且持續(xù)時間較長，這可能是因為熱解油中的某些未反??應組分與木材中物質發(fā)生反應，形成了化學鍵。當經(jīng)過２個老化周期處理后，試樣的??膠合強度降低，說明再固化過程己經(jīng)結束或者老化所引起的膠合強度減小的效果己大??于膠黏劑再固化所造成的膠合強度增大的效果。老化８個周期后，ＢＰＦ樹脂膠合板膠??合強度損失率為１８．４５?％，要低于ＰＦ樹脂的膠合強度損失率（１９．４７％），說明ＢＰＦ??樹脂在煮沸一干燥環(huán)境下的耐老化性能要優(yōu)于ＰＦ樹脂。??２．３．２掃描電鏡（ＳＥＭ）分析??圖２－２是ＢＰＦ樹脂和ＰＦ樹脂膠膜隨煮沸一干燥循環(huán)加速老化方法處理周期的表??觀形貌變化。??■■■■Ｉ??圓??未老化?老化１周期?老化４周期?老化７周期??圖２－２?ＢＰＦ樹脂和ＰＦ樹脂隨老化時間的ＳＥＭ變化圖（５００倍）??Ｆｉｇ．２－２?Ｖａｒｉａｔｉｏｎ?ｏｎ?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ａｄｈｅｓｉｖｅ?ｆｉｌｍｓ?ｗｉｔｈ?ＢＰＦ?ａｎｄ?ＰＦ?ｒｅｓｉｎｓ?（ｘ?５００）??由圖２－２可知
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本文編號：2888749