影響脲醛樹(shù)脂固化的主要因素

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

2、調(diào)膠時(shí)原膠質(zhì)量及外界條件有所不同，只須在樹(shù)脂膠添加不同種類(lèi)和不同量固化 劑,使達(dá)到能滿(mǎn)足各種人造板生產(chǎn)需要的膠凝時(shí)間。1 固化機(jī)理固化劑以氯化銨為例試加說(shuō)明：樹(shù)脂膠中存在游離甲醛，加入固化劑氯化銨即與樹(shù)脂中游離醛發(fā)生反應(yīng)，氯化 銨與水反應(yīng)及氯化銨熱分解分別放出鹽酸，以上 3 個(gè)反應(yīng)為可逆反應(yīng)。使脲醛樹(shù) 脂膠pH 值迅速下降，實(shí)現(xiàn)弱酸固化，分子量逐漸增大，最后形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)樹(shù) 脂。2 膠凝時(shí)間影響因素2.1 溫度和濕度(1) 調(diào)制后脲醛樹(shù)脂的膠凝時(shí)間與環(huán)境溫度、熱壓溫度有關(guān)。環(huán)境溫度越高，生活力越短，膠凝時(shí)間越短，反之亦然。其原因從反應(yīng)機(jī)理得知溫度會(huì)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(shí)間。為此，在不同生產(chǎn)季節(jié)應(yīng)考慮 選擇不同種類(lèi)及不同量的固化劑，以提高膠合質(zhì)量。當(dāng)氯化銨溶液加入量小于 3% 時(shí)，膠凝時(shí)間迅速縮短。此外,在熱壓工藝中熱壓溫度對(duì)膠凝時(shí)間也會(huì)造成一定的 影響，調(diào)膠后若膠凝時(shí)間較長(zhǎng)可適當(dāng)提高熱壓溫度，加速樹(shù)脂固化,縮短生產(chǎn)周期。 反之，若調(diào)膠后膠凝時(shí)間過(guò)短，可適當(dāng)降低熱壓溫度，以防樹(shù)脂提前固化而影響產(chǎn) 品質(zhì)量。但熱壓溫度過(guò)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(guò)低，熱傳遞效率降低延長(zhǎng)固化時(shí)間，導(dǎo)致板中水分過(guò)多。固化不全，同樣會(huì)產(chǎn)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(tuán)及次甲基醚鍵水解速度

4、而放出甲醛，有礙于樹(shù)脂固化，因而延長(zhǎng)了膠凝 時(shí)間。2.2 原膠及木材 pH 值(1) 原膠 pH 值。脲醛樹(shù)脂膠為酸固化膠種，脲醛樹(shù)脂加固化劑量弱酸性 (pH4.56)條件下，對(duì)人造板膠合強(qiáng)度最為理想，且縮短膠凝時(shí)間。隨著原膠 pH 值升高延長(zhǎng)了膠凝時(shí)間。固化后膠層 pH 值過(guò)低或過(guò)高都不利膠層固化。若膠層 pH5 時(shí)，膠層固化不完全。 在脲醛樹(shù)脂中,pH 值決定著反應(yīng)機(jī)理和反應(yīng)速度，由于在樹(shù)脂液中存在游離醛，脲 的反應(yīng)活性點(diǎn)及羥甲基等使膠凝時(shí)間與 pH 值成一定的線性關(guān)系。不同 pH 值的 膠液具有不同脲醛反應(yīng)的活化能，活化能愈小則反應(yīng)愈易進(jìn)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(yīng)易于進(jìn)行，則膠凝時(shí)間也較短。(2) 木材 pH 值和堿緩沖容量。木材中的酸性物質(zhì)會(huì)促進(jìn)脲醛樹(shù)脂固化，而堿 性物質(zhì)則不利脲醛樹(shù)脂固化。但絕大多數(shù)樹(shù)種木材屬于酸性物質(zhì) ,pH 值在 46 之間,總文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)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(shù)種木材屬堿性文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持物質(zhì),pH 值偏高,特別是 pH 值和堿緩沖能力均高的樹(shù)種會(huì)降低脲醛樹(shù)脂固化速度 延長(zhǎng)膠凝時(shí)間，須增大固化劑用量或適當(dāng)延長(zhǎng)熱壓時(shí)間。堿性樹(shù)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(chǎn)生分層鼓泡。膠凝 時(shí)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(shù)種，因心材 與邊材 pH 值不同，其膠凝時(shí)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(shí)間為長(zhǎng)。熱壓后心材板坯常發(fā)生開(kāi)膠現(xiàn)象。由于心材與酸性固化劑起 中和反應(yīng)，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(wǎng) 狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，降低膠結(jié)合強(qiáng)度,使板坯易于開(kāi)膠。2.3 原膠的樹(shù)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(shí)間短。這與樹(shù)脂的摩 爾比，反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間及脫水量有關(guān)。原膠的粘度大，反映了樹(shù)脂反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng), 脫水量多，反應(yīng)溫度低。固含量高，則反映

7、了樹(shù)脂反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，脫水量多,摩爾比低。樹(shù)脂分子量大,則反映了樹(shù)脂反應(yīng)溫度高，反應(yīng)時(shí)間短。2.4 游離醛含量游離醛含量既加速樹(shù)脂膠中羥甲基團(tuán)及次甲基醚鍵水解速度，有礙于樹(shù)脂的膠凝和固化。同時(shí)，樹(shù)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(yīng)才能加速固化，縮短膠凝時(shí)間。但一般游離醛含量高有利于樹(shù)脂的固化，但若游離醛含量過(guò)高,既影響粘結(jié)強(qiáng)度，又造成環(huán)境污染。游離醛含量過(guò)低,又會(huì)延長(zhǎng)膠凝 時(shí)間。而游離醛含量高低，除與反應(yīng)速度、脫水與否有關(guān)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(shí)間亦短。2.5 固化劑種類(lèi)和加入量固化劑種類(lèi)繁多，但以氯化銨應(yīng)用最為廣泛，具有價(jià)格

8、低廉，水溶性好，無(wú)毒無(wú) 味，使用方便等特點(diǎn)。但若采用多組份固化劑，使夏季可延長(zhǎng)樹(shù)脂的適用期，冬季可 加速樹(shù)脂的固化。常在氯化銨中適當(dāng)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(guò)硫酸銨、氨、水等 組成復(fù)合性固化劑。既可使樹(shù)脂迅速固化，又可使樹(shù)脂達(dá)到令人滿(mǎn)意的適用性。 若采用潛伏性固化劑，既無(wú)早期固化的危險(xiǎn)，加熱時(shí)還可加速固化，使用效果良好。 3 控制適宜膠凝時(shí)間(1) 氣溫對(duì)脲醛樹(shù)脂膠的膠凝時(shí)間影響十分顯著，為此，應(yīng)隨不同季節(jié)變更固 化劑的品種及用量，以確保脲醛樹(shù)脂適宜的膠凝時(shí)間(見(jiàn)表 1)。夏季可參照表 1,隨溫度升高適當(dāng)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(guò)硫酸銨、氨、水組成的復(fù)合固化劑，更便于迅速固化。(2) 對(duì)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(duì)濕度高的 地區(qū)或季節(jié)，固化速度慢時(shí)宜多加固化劑量，以便提高生產(chǎn)效率