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改性三聚氰胺树脂的制备及其对竹材表面开裂的影响
作 者: 邹怡佳
导 师: 陈玉和
学 校: 中国林业科学研究院
专 业: 木基复合材料科学与工程
关键词: 竹质板材 裂纹 三聚氰胺甲醛树脂 乙二醇 丙烯酰胺
分类号: TS653.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
竹子具有生长迅速,繁殖力强等特点,使其成为缓解我国木材资源短缺、改善生态环境的有效生物质材料。竹制家具、地板等产品保持了竹子原有的天然纹路,带给人一种质朴、典雅的感受,越来越受到人们的喜爱。但竹材在使用过程中易产生开裂问题,大大降低了其使用寿命,影响产品质量,并造成资源的浪费。其中胶黏剂的质量是影响竹制品开裂的重要原因之一,因此研究性能良好的三聚氰胺甲醛树脂(MF),降低竹材的开裂缺陷,具有重要的经济价值和环保意义。本文通过对MF树脂的贮存稳定性、多种竹质板材的接触角及表面开裂情况的测定,寻找制备改性MF树脂的最佳合成工艺及配方。使用KBr压片法测试改性MF树脂的红外光谱,初步探讨改性剂对MF树脂合成参数的影响,使用Image-pro plus软件对展平竹表面开裂情况进行较为快速、准确的分析,解决人工分析速度慢、精度低的问题。研究结果如下:(1)反应温度为80℃,pH值为8.5时,MF树脂的粘度最小,贮存稳定性最好。(2)以F/M摩尔比(A)、乙二醇与甲醛摩尔比(B)及丙烯酰胺(AM)的加入量(C)作为正交试验的三个因素,进行3因素、4水平的L16(45)正交试验。通过综合考察树脂储存稳定性、重组竹接触角及裂纹宽度三个指标得出A2B3C3为最佳试验组合,即当F/M的摩尔比为2.5:1,乙二醇与甲醛摩尔比为1:1,丙烯酰胺的加入量为树脂质量的6%时,树脂的性能最好,浸渍重组竹后,能显著地的降低其表面开裂缺陷。(3)以单层展平竹表面接触角为指标时,得到当F/M摩尔比为2.5:1,EG/F摩尔比为1.5:1,AM的加入量为树脂质量的9%时为最佳试验组合。以三层复合展平竹板表面接触角为指标时,得到当F/M摩尔比为2.5:1,EG/F摩尔比为1:1,AM的加入量为树脂质量的9%时为最佳试验组合。(4)傅里叶红外光谱分析表明醚键和酰胺基的特征吸收峰明显增强,证明乙二醇和丙烯酰胺成功地参与树脂的合成。(5)利用Image-pro plus软件分析竹质板材照片,得到各个裂纹的长度、宽度、数目及面积,降低了实验误差,大幅度提高了测量速度。
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全文目录
摘要 5-7 Abstract 7-15 第一章 绪论 15-26 1.1 引言 15-16 1.1.1 研究背景 15-16 1.1.2 研究的目的及意义 16 1.1.3 项目来源及经费支持 16 1.2 竹质板材防开裂的研究综述 16-20 1.2.1 竹质板材开裂的原因 16-17 1.2.2 竹材开裂的控制 17-20 1.3 三聚氰胺树脂综述 20-24 1.3.1 三聚氰胺树脂的合成机理 20-21 1.3.2 三聚氰胺树脂的改性 21-24 1.4 研究主要内容及技术路线 24-26 1.4.1 本课题研究的主要内容 24-25 1.4.2 研究的技术路线图 25-26 第二章 改性三聚氰胺树脂的制备及性能测试 26-54 2.1 实验原料及仪器 26-27 2.1.1 实验原料 26 2.1.2 实验仪器 26-27 2.1.3 制备 MF 树脂的实验装置 27 2.2 改性三聚氰胺树脂的合成工艺及性能检测 27-32 2.2.1 单因素试验确定树脂的合成工艺 28 2.2.2 正交试验设计 28-30 2.2.3 三聚氰胺树脂性能检测 30-32 2.3 结果与讨论 32-50 2.3.1 反应温度 32-34 2.3.2 反应介质的 pH 值 34-36 2.3.3 正交试验各因素对树脂性能的影响 36-40 2.3.4 接触角 40-50 2.4 傅里叶红外光谱分析 50-52 2.4.1 工作原理 50 2.4.2 测试仪器和方法 50 2.4.3 测试结果与讨论 50-52 2.5 本章小结 52-54 第三章 竹质板材浸渍改性 MF 树脂后表面开裂性能 54-69 3.1 实验原料及仪器 54-55 3.1.1 实验原料 54 3.1.2 实验仪器 54-55 3.2 竹质板材的表面开裂性能测试 55-56 3.2.1 竹质板材浸渍及表面加速开裂处理 55 3.2.2 竹质板材浸渍改性 MF 树脂后增重率的测量 55 3.2.3 竹质板材表面裂纹情况 55-56 3.3 结果与讨论 56-68 3.3.1 重组竹的表面开裂情况 56-61 3.3.2 单层展平竹表面开裂情况 61-64 3.3.3 三层复合展平竹表面开裂情况 64-68 3.4 本章小结 68-69 第四章 表面裂纹的数字图像处理初探 69-73 4.1 IMAGE-PRO PLUS 分析 69-72 4.1.1 测试仪器和方法 69-70 4.1.2 分析结果与讨论 70-72 4.2 本章小结 72-73 第五章 结论 73-75 参考文献 75-80 攻读硕士学位期间发表的学术论文 80-81 致谢 81-82 详细摘要 82-84
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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 木材加工工业、家具制造工业 > 加工工艺 > 人造板生产 > 废材制板
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