影響脲醛樹脂固化的主要因素

1、文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持影響脲醛樹脂固化的主要因素脲醛樹脂膠調制是在加入一定數量的固化劑后確保脲醛膠的活性期大于從調膠 至熱壓這段時間，并使所有膠層在熱壓時間內完成固化，保證人造板的膠合質量，同時盡可能縮短熱壓周期，減少能源消耗，提高生產率。脲醛樹脂添加固化劑后粘 度顯著增長直至凝膠，這段時間即為樹脂適用期，以分表示。 而適用期一段為膠凝 時間的 80%。膠凝時間測定法有 2 種:手工測定法。只須使用恒溫水浴、玻璃 棒等極為簡單化驗設備。凝膠計時儀法。膠凝時間既與固含量、粘度、游離醛 含量及聚合度等樹脂質量指標有關，又與環(huán)境溫度、濕度等外界條件有關。盡管

2、調膠時原膠質量及外界條件有所不同，只須在樹脂膠添加不同種類和不同量固化 劑,使達到能滿足各種人造板生產需要的膠凝時間。1 固化機理固化劑以氯化銨為例試加說明：樹脂膠中存在游離甲醛，加入固化劑氯化銨即與樹脂中游離醛發(fā)生反應，氯化 銨與水反應及氯化銨熱分解分別放出鹽酸，以上 3 個反應為可逆反應。使脲醛樹 脂膠pH 值迅速下降，實現弱酸固化，分子量逐漸增大，最后形成體型網狀結構樹 脂。2 膠凝時間影響因素2.1 溫度和濕度(1) 調制后脲醛樹脂的膠凝時間與環(huán)境溫度、熱壓溫度有關。環(huán)境溫度越高，生活力越短，膠凝時間越短，反之亦然。其原因從反應機理得知溫度會影響膠液pH值降低的速度,從而影響膠液的活性

3、期及膠凝時間。為此，在不同生產季節(jié)應考慮 選擇不同種類及不同量的固化劑，以提高膠合質量。當氯化銨溶液加入量小于 3% 時，膠凝時間迅速縮短。此外,在熱壓工藝中熱壓溫度對膠凝時間也會造成一定的 影響，調膠后若膠凝時間較長可適當提高熱壓溫度，加速樹脂固化,縮短生產周期。 反之，若調膠后膠凝時間過短，可適當降低熱壓溫度，以防樹脂提前固化而影響產 品質量。但熱壓溫度過高易造成板坯局部提前固化而引起分層鼓泡；而熱壓溫度過低，熱傳遞效率降低延長固化時間，導致板中水分過多。固化不全，同樣會產生 分層鼓泡。(2) 操作環(huán)境濕度大，固化速度慢。其原因在環(huán)境濕度大的條件下，加速膠液 中羥甲基團及次甲基醚鍵水解速度

4、而放出甲醛，有礙于樹脂固化，因而延長了膠凝 時間。2.2 原膠及木材 pH 值(1) 原膠 pH 值。脲醛樹脂膠為酸固化膠種，脲醛樹脂加固化劑量弱酸性 (pH4.56)條件下，對人造板膠合強度最為理想，且縮短膠凝時間。隨著原膠 pH 值升高延長了膠凝時間。固化后膠層 pH 值過低或過高都不利膠層固化。若膠層 pH5 時，膠層固化不完全。 在脲醛樹脂中,pH 值決定著反應機理和反應速度，由于在樹脂液中存在游離醛，脲 的反應活性點及羥甲基等使膠凝時間與 pH 值成一定的線性關系。不同 pH 值的 膠液具有不同脲醛反應的活化能，活化能愈小則反應愈易進行。在偏酸性條件下,pH 值低的膠液其活化能較低，

5、縮合反應易于進行，則膠凝時間也較短。(2) 木材 pH 值和堿緩沖容量。木材中的酸性物質會促進脲醛樹脂固化，而堿 性物質則不利脲醛樹脂固化。但絕大多數樹種木材屬于酸性物質 ,pH 值在 46 之間,總文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持緩沖容量為 0.146mmol,但大青楊、春榆、色木、家榆等樹種木材屬堿性文檔來源為：從網絡收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持物質,pH 值偏高,特別是 pH 值和堿緩沖能力均高的樹種會降低脲醛樹脂固化速度 延長膠凝時間，須增大固化劑用量或適當延長熱壓時間。堿性樹種木材易造成延 緩固化和固化不完全而引起分層，而酸性木材易提前固

6、化易產生分層鼓泡。膠凝 時間隨著木材pH 值和堿緩沖容量減少而縮短。反之亦然。即使同一樹種，因心材 與邊材 pH 值不同，其膠凝時間也不同。如楊木心材 pH 值大于邊材 pH 值,心材較 邊材膠凝時間為長。熱壓后心材板坯常發(fā)生開膠現象。由于心材與酸性固化劑起 中和反應，降低了膠液酸性，致使減緩膠液固化速度或阻止固化，固化難以形成網 狀交聯結構，降低膠結合強度,使板坯易于開膠。2.3 原膠的樹脂分子量、固含量及粘度原膠分子量大、因含量高、粘度大，則適用期短，膠凝時間短。這與樹脂的摩 爾比，反應溫度、反應時間及脫水量有關。原膠的粘度大，反映了樹脂反應時間長, 脫水量多，反應溫度低。固含量高，則反映

7、了樹脂反應時間長，脫水量多,摩爾比低。樹脂分子量大,則反映了樹脂反應溫度高，反應時間短。2.4 游離醛含量游離醛含量既加速樹脂膠中羥甲基團及次甲基醚鍵水解速度，有礙于樹脂的膠凝和固化。同時，樹脂加入氯化銨固化劑后，需要有足夠游離甲醛與氯化銨起反 應才能加速固化，縮短膠凝時間。但一般游離醛含量高有利于樹脂的固化，但若游離醛含量過高,既影響粘結強度，又造成環(huán)境污染。游離醛含量過低,又會延長膠凝 時間。而游離醛含量高低，除與反應速度、脫水與否有關外，主要取決于摩爾比高 低。摩爾比高，則游離甲醛含量亦高，適用期短，膠凝時間亦短。2.5 固化劑種類和加入量固化劑種類繁多，但以氯化銨應用最為廣泛，具有價格

8、低廉，水溶性好，無毒無 味，使用方便等特點。但若采用多組份固化劑，使夏季可延長樹脂的適用期，冬季可 加速樹脂的固化。常在氯化銨中適當配合些濃鹽酸、尿素、三聚氫銨、六次甲基四胺等化合物,也可由硫酸羥胺、水、尿素、氯化銨等或由過硫酸銨、氨、水等 組成復合性固化劑。既可使樹脂迅速固化，又可使樹脂達到令人滿意的適用性。 若采用潛伏性固化劑，既無早期固化的危險，加熱時還可加速固化，使用效果良好。 3 控制適宜膠凝時間(1) 氣溫對脲醛樹脂膠的膠凝時間影響十分顯著，為此，應隨不同季節(jié)變更固 化劑的品種及用量，以確保脲醛樹脂適宜的膠凝時間(見表 1)。夏季可參照表 1,隨溫度升高適當減少氯化銨用量。冬季可采用硫酸羥胺、氯化 銨、尿素、水組成或由過硫酸銨、氨、水組成的復合固化劑，更便于迅速固化。(2) 對濕度低的地區(qū)或季節(jié)，固化速度快需少加固化劑量。反之，對濕度高的 地區(qū)或季節(jié)，固化速度慢時宜多加固化劑量，以便提高生產效率