不同类型木质素用于改性酚醛树脂的研究进展
工业木质素的改性及其作为精细化工产品的研究进展

工业木质素的改性及其作为精细化工产品的研究进展一、木质素资源概述木质素,作为一种普遍存在于植物细胞壁中的天然有机高分子化合物,不仅是植物生长发育不可或缺的组成部分,也是地球上除纤维素之外最为丰富的可再生有机资源之一。
每年全球生物质资源的生产和加工过程中会产生大量的木质素副产品,尤其是在造纸、木材提炼生物燃料乙醇以及林产化工等行业。
据统计,大约占植物干重15至30的木质素,在传统的纸浆与造纸工业中,主要是通过硫酸盐法制浆过程得以分离提取。
木质素的基本结构单元包括愈创木基、紫丁香基和对羟苯基丙烷等酚类化合物,这些单元通过复杂的交联网络结构相互连接,赋予了木质素独特的化学稳定性和难降解性。
正是这种高度稳定的特性使得木质素在未经改性之前难以直接应用于多个领域,尤其是精细化工业生产中。
木质素的有效利用长期以来一直是生物质资源循环利用的重要课题。
随着科技进步和环保意识的提升,研究人员不断探索木质素的高效改性方法,旨在将其转化为有价值的精细化工产品。
通过物理、化学或生物技术手段,如氧化、还原、酯化、磺化、裂解、热解和生物降解等途径,可以改变木质素的原始性质,使其适用于诸如粘合剂、功能填料、碳材料、吸附剂、树脂合成原料、以及高性能复合材料等多种用途。
这样不仅能够减少对化石资源的依赖,还能够实现木质素这一宝贵资源的绿色可持续利用,极大地推动了生物质循环经济的发展。
二、木质素改性技术在这一部分,通常会简要介绍木质素的基本概念、来源以及在工业上的应用前景。
木质素作为一种可再生的天然高分子聚合物,广泛存在于植物细胞壁中,是木质纤维素的主要组成部分之一。
随着生物质资源的可持续利用和环境保护的需求,木质素的高值化利用受到了越来越多的关注。
在这一部分,可以介绍一些传统的木质素改性技术,如物理法、化学法和生物法等。
每种方法都有其特点和适用范围,例如物理法通常包括机械研磨、超声波处理等,可以改变木质素的形态和粒径化学法则通过化学反应引入新的官能团,改善木质素的溶解性或反应活性生物法则利用微生物或酶的作用,实现木质素的选择性改性。
木质素的预处理及在酚醛树脂中的应用进展

当代化工研究Modern Chemical Research147 2020•23科研开发木质素的预处理及在酚醛树脂中的应用进展*周静(潍坊职业学院山东262737)摘耍:木质素是一种具有活性基团的天然高分子,可以在一定条件下替代苯酚合成酚醛树脂.为了进一步提高木质素餉替代率,在反应前对木质素进行预处理,得到餉产物在反应沽性上有所提高,可用于酚醛树脂各类材料中.关键词:木质素;酚醛树脂;降解预处理中图分类号:TQ文献标识码:APretreatment of Lignin and Its Application in Phenolic ResinZhou Jing(Weifang Vocational College,Shandong,262737)Abstracts Lignin is a natural polymer with active groups,which can replace phenol to synthesize phenolic resin under certain conditions. In order to further improve the substitution rate of l ignin,the lignin was pretreated before the reaction,and the reaction activity of the product was improved,which could be used in various phenolic resin materials.Key words:lignin;phenolic resim degradation pretreatment木质素是自然界最丰富的可再生资源之一,是构成植物细胞壁的主要组成成分,结构上是由三种不同的苯基丙烷结构通过C-0键或C-C键连接而成5。
木质素的化学结构复杂,但含有酚径基、醇径基和甲氧基等活性基团,可通过化学处理后替代石化原料制备酚醛树脂及其一系列聚合物材料因。
木质素的化学改性与高效利用研究进展

木质素的化学改性与高效利用研究进展作者:闫磊来源:《绿色科技》2016年第12期摘要:介绍了木质素的结构特点及其化学改性原理,综述了木质素基吸附剂、表面活性剂及粘合剂的制备原理、作用机制及最新研究动态。
对木质素在这些领域高效利用前景进行了展望。
关键词:木质素;化学改性;吸附剂;表面活性剂;粘合剂;高效利用中图分类号:O636.2文献标识码:A文章编号:16749944(2016)120196051引言木质素在自然界中的储量仅次于纤维素和半纤维素,是第三大天然可再生资源。
工业木质素主要来源于制浆造纸工业,如硫酸盐法制浆黑液中木质素的含量占到了其有机成分的30 %~45 % [1]。
因原料、制浆工艺及回收方法的不同,从制浆废液中分离得到的木质素在化学性质和官能团的组成上存在很大的差别[2]。
这使得在对工业木质素进行高效利用时存在一定的难度。
富含木质素的工业废水曾一度给企业和社会带来了十分严重的负面影响。
然而在不可再生资源日益减少的今天,如何充分利用天然可再生资源已成为各国政府和社会广泛关注的问题。
作为第三大天然可再生资源,木质素正逐渐改变自己的角色,“由废变宝”,成为各国研发的重点对象。
2木质素的结构深入了解木质素的结构,有助于更好的利用木质素。
长久以来,木质素被认为是由香豆醇(coumaryl alcohol)、松柏醇(coniferyl alcohol)和芥子醇(sinapyl alcohol)3种基本结构单元通过酶的脱氢聚合及自由基耦合得到[3]。
但随着突变和转基因植物及木质素模型化合物生物合成研究的不断突破,研究者发现木质素除了上述3种结构单元外还存在着很多其他的结构单元,如5-羟基松柏醇,只是含量相对较少。
可以说几乎没有一种植物的木质素是仅由上述3种结构单元组成的[4]。
这些重复结构单元通过醚键和碳碳键连接在一起,形成具有三维体型结构的天然酚类非结晶性网状聚合物,其中最常见的是β-O-4连接。
改性酚醛树脂复合材料的研究进展及应用

改性酚醛树脂复合材料的研究进展及应用综述了改性酚醛树脂复合材料的研究进展,重点介绍了我国改性酚醛树脂复合材料的研究进展及应用,最后指出了我国改性酚醛树脂复合材料今后的发展方向。
标签:酚醛树脂;改性;复合材料酚醛树脂(PF)由酚类(苯酚、甲酚、二甲酚和间苯二酚等)和醛类(甲醛、乙醛和糠醛等)在酸性或碱性催化剂作用下缩聚而成,是最早合成的热固性树脂。
普通酚醛树脂由于受分子结构的限制,热稳定性和残炭率较低,限制了其应用。
为了克服传统酚醛树脂脆性较大、交联度低、耐热性不佳、释放游离甲基和游离酚等缺陷,对酚醛树脂进行复合改性是常用的方法,以此获得性能优越的酚醛树脂复合材料,广泛应用于清漆、胶粘剂、涂料、模塑料、层压材料、泡沫材料、耐烧蚀材料等方面。
1.酚醛树脂的结构酚醛树脂的结构主要有线型酚醛树脂和甲阶酚醛树脂。
线型酚醛树脂在加热过程中逐渐软化,温度降至常温后又变硬,即在重复加热、冷却过程中重复塑化、硬化,表现出热塑性,而不具有热硬性。
甲阶酚醛树脂含有水分,为聚合度不大的线型分子混合物,溶于水、乙醇、丙酮等溶剂中,具有高温固化性,属可溶性热固性酚醛树脂。
2.复合材料制备研究进展酚醛树脂反应活性低,固化反应放出缩合水,且必须在高温条件下才能进行固化,制约了其在复合材料领域的应用。
为弥补这一缺陷与不足,进一步提高其综合性能,在其分子链极性节点周围形成连接界面,使分子链间的键能增强,通常在酚醛树脂中引入高耐热性纳米材料,可提高其在高温下的质量保持率,降低其高温炭化率,从而使材料在高温下的基本性能得以提高。
酚醛树脂的耐热性和增韧改性主要是通过共混或化学反应来实现。
2.1化学改性制备酚醛树脂的化学改性是指应用化学反应改变苯酚甲醛树脂分子结构的一类改性方法,途径主要有:羟基醚化或环氧化、控制分子链交联状态的不均匀性及引进钼、硼、磷、有机硅等组分,可以提高树脂的耐热性尤其是瞬时耐高温的特性。
环氧综合性能良好,能兼顾热固性酚醛树脂和双酚的优势,提高材料的粘接性与耐热性,改善树脂脆性;有机硅的耐热性和耐潮性良好,与酚羟基发生化学反应,可增强酚醛树脂的耐热性与耐水性;硼元素能显著改善酚醛树脂的耐热性、耐瞬间高温性、耐烧蚀性,增强其力学性能。
木质素改性酚醛树脂胶的研究

中 图分 类 号 ; s 9; T 7 x7 5 9 文 献 标 识 码 : A 文章 编 号 : 0 —9 12 0 ) 5 0 7 -0 10 7 2 ( 0 6 O — 0 6 2 1
12 实 验 过 程 及 原 理 .
把 苯酚和 甲醛按摩 尔比为 1 15 : . 的 比 例 加 入 到 带 有 回 流 冷 凝 器 的 圆 底烧 瓶 中 , 另外 加 入 一 些 Na OH作 为 催化 剂 , 9 在 0~ l 0 水 浴 回流 l 加 0℃ h,
14 试 样 制 备 . 将 准 备 好 的 规 格 单 板 处 理 至 含
水率 6 %左 右 , 胶 ( 胶 量 以 l 5 涂 涂 g/ 7
1 实 验 部 分
11 原 料 和 仪 器 .
摘 要 : 用价 廉 、 再 生 的 木 质 利 可
素 代 替 不 可 再 生 且 有 毒 的 苯 酚 、 醛 制 取 木 质 素 甲 改 性 酚 醛 树 脂 胶 。 果 表 结
与 保 护 环 境 的 目的 。 文 介 绍 实验 室 本
李 爱 阳 ,副 教 授 ,中 南 大 学 化 学 化 工 学 院 在 读 硕
士 研 究 生 , 要 从 事 化 工 主
工 艺 的 研 究 和 教 学
条件 下 以 木 质 素 代 替 苯 酚 、 醛 制 取 甲
木 质素改 性酚 醛树 脂胶 。
・ 环 保 治 理 ・
9 的要 求 。 3
度7 0~ 8 s , 粘 剂 的 剪 切 强 度 最 0时 胶
3 % ~4 %时 , 粘 剂 仍 然 具 有 较 高 0 0 胶
的 剪切 强度。
2 2 催 化 剂 用 量 的 确 定 .
Na OH是 作 为 催 化 剂 使 用 的 , 在 碱 性 催 化 剂 作 用 下 , 聚 过 程 主 要 是 缩
酚醛树脂的改性研究与进展

酚醛树脂的改性研究与进展
摘要
本文主要介绍了酚醛树脂的改性研究及进展。
酚醛树脂具有优良的物
理性能,它是最常用的树脂之一、酚醛树脂可以改变性能及增强复合材料
性能,用于材料应用研究,特别是复合材料的研究。
本文详细介绍了酚醛
树脂改性的几种方法,以及改性后性能的改善,及由此带来的应用前景。
1.引言
酚醛树脂是一种重要的树脂,它以其优异的外观,高强度,高固化率,高耐热性和高耐湿性而闻名于世。
近年来,随着环境保护的发展,绿色环
保材料得到了广泛的应用。
酚醛树脂的绿色改性及性能改进,受到了很多
学者的关注,也受到了行业的广泛应用。
2.酚醛树脂的性质
酚醛树脂是一种液体状的树脂,它可以通过熔融,混合,成型等方式
加工成不同形状和不同性能的产品,具有很好的外观,高耐湿性,优良的
抗拉强度,耐老化,耐腐蚀,低收缩率和耐久耐用等特点,所以,它通常
用于制造复杂形状的小零件,如水泵,轴承,行星驱动器和飞机零件等。
3.酚醛树脂改性的方法。
间甲酚/木质素改性酚醛树脂竹胶板胶粘剂的研究

第1 期
张
琳 等 :间 甲酚/ 木 质 素 改性 酚 醛树 脂竹胶 板胶 粘 剂 的研 究
2 5
( 使 用 时用 溶剂 溶解 ) .
文献 标 志码 :A 中 图分 类 号 :T U 7 5 5
木 质素 及其 衍 生 物 由于 具 有 原料 来 源 丰 富 、 可再生、 价格 便 宜 、 无毒、 改性 后 的分 子结 构 多样 化 等特 点 , 所 以, 研究其 应用 受 到 国内外 的广泛 重
胶粘 剂 的胶合强 度 、 降低 固化 温度 等性能
且 活性 位点 多 已被 取 代. 本 研 究 对木 质 素 分 子 结 构 进行 了有 效 的脱酸 活化 改性 , 其一 , 以提 高木 质 素芳环 上 羟基含 量 , 提高 木 质 素 与 酚醛 树 脂 聚 合 活性 , 减小 反应 产物 的多样 性 ; 其二 , 降低 游离 酚 、
游离醛 的残留含量 , 并提高木质素改性 酚醛树脂
相 比, 分 子结 构 复 杂 , 空 间位 阻 大 , 反应 活 性 较低
( 1 )取木 质 素磺 酸 钠 溶 于 适 量 蒸 馏 水 , 用 质
量分 数 为 5 O 9 / 6 的浓 硫 酸 调节 p H一 1 . 0 ~1 . 5之 间, 强热 沸腾 反应 2 . 5 h ; ( 2 )加 入 定 量 比的液 态 苯 酚 和 间 甲酚 , 升 温 到9 0℃ 时 加 人 体 积 分 数 为 5 0 的浓硫 酸 1 . 2 mL, 1 0 0℃时 滴 加 甲醛 溶 液 , 回流 反 应 至液 体 成
酚 羟基邻 位 同 甲醛 进行 羟 甲基 化 , 而 后 进 一 步缩
傅 里 叶变换 红外 光谱仪 ( 美 国尼高 力公 司) 和 UV
关于酚醛树脂改性的研究

关于酚醛树脂改性的研究摘要:酚醛树脂 (PF) 是世界上最早人工合成和工业化生产的一类合成树脂,其原料易得,生产工艺简单,综合性能优良,可用作模塑料、胶粘剂等,在国防、军工、农业等行业得到广泛应用。
PF 的不足之处是分子结构中含有酚羟基和亚甲基,易被氧化,影响其在高温条件下的使用。
如在磨具的高速磨削过程中,磨具会产生大量的热量,如果使用 PF 作为结合剂则易在高温高速运转过程中发生破裂,引起成本增加、器件受损甚至导致安全事故。
由于酚醛树脂的各项劣性,因此需要通过对其进行改性使其具备更好的物化性能,以用于日常的生产使用,因此本文对于各种不同材料对与酚醛树脂的改性进行研究报告。
关键词:酚醛树脂改性邻甲苯胺力学性能1.邻甲苯胺改性酚醛树脂的制备与性能1.1改性机理提高PF 的耐热性有许多途径,主要途径是对 PF进行改性,如有机硅改性、聚酰亚胺改性、硼酸改性、钼改性、聚砜改性及胺类改性等,由于苯胺基团与甲醛的反应速率过快,导致苯胺改性 PF 几乎全部为固体状的热塑性树脂,限制了苯胺改性PF的使用范围。
因此选用邻甲苯胺作为改性剂,在碱性条件下成功合成出一种新型的热固性苯胺类改性PF液。
可满足工业化生产的可行性。
其理论依据为邻甲苯胺苯环上的邻位氢被甲基所取代,与氨基产生空间位阻效应,降低了反应速率,延长了反应时间,避免了凝胶现象的发生。
1.2主要原料对于用邻甲苯胺改性酚醛树脂所用到的原料有苯酚,甲醛,邻甲苯胺以及氢氧化钡,其邻甲苯胺改性PF的合成配方见表1表1 .1邻甲苯胺改性PF合成配方配方编号苯酚用量/mol甲醛用量/mol邻甲苯胺用量/mol 氢氧化钡用量/mol1 1.00 1.20 0 4.71 20.95 1.20 0.05 4.71 30.90 1.20 0.10 4.71 40.85 1.20 0.15 4.71 50.80 1.20 0.20 4.7160.75 1.20 0.25 4.7170.70 1.20 0.30 4.711.3改性PF的分析改性PF的弯曲强度和缺口冲击强度均大于未改性PF,且都呈现出先增大后减小的趋势,邻甲苯胺物质的量分数为 10% 时,改性 PF 的弯曲强度和缺口冲击强度都达到最大值,分别为98.9 MPa和13.2 kJ/m2,未改性PF的弯曲强度和缺口冲击强度为48.6 MPa 和 4.0 kJ/m2 ,前者较后者分别提高了 103.5% 和 230%。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
不同类型木质素用于改性酚醛树脂的研究进展卜文娟阮复昌(华南理工大学化学与化工学院,广州510640)摘要:人造板工业用的三大胶,其中一类是酚醛树脂胶,此类胶的粘接性能好,但在制造和使用的过程中都会释放出甲醛已成为当今非常突出的问题。
而木质素分子中有酚羟基和醛基,使用木质素,既改善了胶粘剂的性质,又节约了苯酚的使用量,降低了甲醛释放量,达到了废物充分利用与保护环境的目的[1]。
本文综述了木质素磺酸盐、碱木质素、甘蔗渣木质素、酶解木质素等代替部分苯酚应用于环保树脂胶的制备工艺及研究发展现状,同时对木质素在环保型酚醛树脂方面的应用做了展望。
关键词:木质素酚醛树脂胶黏剂改性Different types of lignin modified phenolic resin for ResearchBu wenjuan Ruan fuchang(Shool of Chemistry and Chemical Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640 China)Abstract:Three plastic with wood-based panel industry,one of which is the phenolic resin adhesive,such adhesive bonding performance is good,but in the process of manufacture much formaldehyde will be released has become a very prominent issue.Lignin molecule in phenolic hydroxyl and aldehyde groups, the use of lignin,not only to improve the adhesive properties,but also save the use of phenol,formaldehyde emission decreased,to reach full use of waste and protection of the environment[1].In this paper,lignin sulfonate,lignin,sugar cane bagasse lignin,hydrolysis lignin instead of part of phenol resin are used in the preparation of environmental protection technology research and development status, while lignin-type phenolic resin in the area of environmental protection applications are put forward.Key words:lignin Phenol-formaldehyde resins modify1 引言酚醛树脂(PF)胶粘剂具有胶粘强度高、耐水及耐侯性等优点[2],至今仍然是制造室外用人造板理想的胶粘剂。
但是,PF胶粘剂存在固化温度高、热压时间长、易透胶、原料成本高且原料来源不可再生等缺点。
胶黏剂行业一直在试图寻找一种可再生、性能高的原料来生产有机性能高的酚醛树脂,木质素改性不失为一种有效可行的办法[3],因而木质素酚醛树脂(LPF)胶粘剂的研究日益受到人们的重视[4~6]。
木质素是一种天然多酚类高分子聚合物,其结构中存在较多的醛基和羟基,其中羟基以醇羟基和酚羟基两种形式存在。
在与苯酚和甲醛合成酚醛树脂的反应中,木质素既可以提供醛基又可以提供羟基,降低了不利苯酚和甲醛的用量。
在自然界中,木质素的储量仅次于纤维素,而且每年都以500亿吨的速度再生。
制浆造纸工业每年要从植物中分离出大约1.4亿吨纤维素,同时得到5000万吨左右的木质素副产品,但迄今为止,超过95%的木质素仍以―黑液‖直接排入江河或浓缩后烧掉,很少得到有效利用。
有效地利用木质素具有重大经济价值和深远社会意义。
2各种工业类木质素改性酚醛树脂的方法及研究2.1木质素磺酸盐改性酚醛树脂木质素磺酸盐又称磺化木质素,是亚硫酸盐法造纸木浆的副产品,为线性高分子化合物,它是将亚硫酸盐造纸木浆废液经浓缩后,用石灰、氯化钙、碱式醋酸铅等沉淀剂,经过沉淀、分离、烘干等工艺而制得。
木质素磺酸盐在酚醛树脂制备过程中常用改性方法是酸性条件酚化改性[7],即木质素磺酸盐在酸性高温下先与苯酚反应,酚化产物再与甲醛在一定条件下反应合成酚醛树脂,酚化可以使木质素的相对分子质量和甲氧基含量降低,酚羟基含量增加,从而更多的代替毒性较高的苯酚,达到环保及可持续性使用的目的。
工业上的应用主要集中在木质素磺酸纳及木质素磺酸钙上。
在一般的酸碱催化剂作用下,苯酚的对位具有比邻位高的反应活性。
因此,一般的甲阶酚醛树脂中留下的大多是活性差的邻位,如果能使酚醛树脂的对位活性点较多的留下,那么就可以提高酚醛树脂的固化速度。
研究表明[8],在弱酸性条件,用锰、锌、镁等的氧化物或氢氧化物作催化剂可以制得高邻位热固性酚醛树脂。
Loustalot等[9]发现同族金属阳离子的水合半径越大,邻位定位效果也越高,二价阳离子的邻位定位效果高于一价。
鉴于该原理,高分子量二价活性离子木质素磺酸盐的开发应用有待探讨研究。
2.2碱木素改性酚醛树脂碱木素俗称木糖粉,它是利用碱法制浆废液经过最新生产工艺,喷雾干燥而成。
它目前的工业应用主要集中在碱木素化学改性方面。
碱木素改性酚醛树脂主要经过甲基化、脱甲基化和碱性条件酚化等3种方法进行化学改性。
甲基化改性是通过使木质素芳环上羟甲基化和芳环侧链上羟甲基化,从而在木质素芳香环上引入羟甲基从而增加木质素活性的方法。
但是它不能提高木质素活性点的数目,木质素活性提高程度较小。
脱甲基化改性是将占据木质素芳环活性位置的甲氧基转化为酚羟基的反应。
安鑫南[10]等人利用碱木质素黑液与硫在225~235℃反应30min,冷却并酸化后经乙酸乙酷萃取分离得到甲氧基质量分数为5%的脱甲基化改性木质素,它可完全代替苯酚制成性能良好的木材胶粘剂。
美国克隆—采来尔巴公司用硫化纳在250℃时加工浓黑液,使木质素的甲氧基分解,制备二甲硫醚,蒸去二甲硫醚,剩余的就是含有脱甲基木质素的黑液,可用于生产酚醛树脂胶黏剂。
该法虽能够较大程度提高木质素的活性点数目,但是制备工艺复杂,成本也较高。
碱性条件酚化改性是碱木质素在碱性高温条件下与苯酚发生的化学反应,工艺简单,而且在一定程度上可以增加活性点数目,因此,它是碱木质素制胶最有前景的改性方法。
Sudan[11]将黑液在碱性条件下酚化改性后制成性能良好的LPF树脂,其中木质素代替苯酚的比例达到60%。
刘纲勇等[6]用麦草碱木质素通过碱性条件酚化改性制成国标Ⅰ类板用的LPF胶粘剂,其中木质素可以代替高达70%的苯酚。
2.3甘蔗渣木质素改性酚醛树脂制糖过程中产生的甘蔗废渣是良好的木质素来源,通过通氮气纯化后的甘蔗渣中木质素苯丙烷结构上上存在更多的羟甲基,从而更有利于提高反应活性且减少了过多的羟甲基化步骤,简化了反应过程。
但是在实际工业生产中为了能更多的代替苯酚很多科学家对甘蔗渣木质素又进行了进一步甲基化。
Khan[12]将经甲基化甘蔗木质素代替50%的苯酚制得性能与水溶性酚醛树脂相近的LPF树脂。
2.4酶解木质素改性酚醛树脂酶解木质素(EHL)是植物秸秆发酵制备能源酒精的残渣中提取制出的新型木质素,它较好的保留了木质素的化学活性,潜在的经济效益十分巨大。
郑钻斌等[13]利用秸秆发酵制备能源酒精的残渣中提取的酶解木质素(EHL),部分代替苯酚合成改性酚醛树脂胶,并热压制得胶合板。
结果表明不同用量的酶解木质素使得改性酚醛胶的理化性能基本达到国家标准,而综合成本、性能、环保方面EHL 替代量可达20%,且改性效果显著。
该法中木质素不需预处理,大大减少了实验工作量且不会产生由于原料处理而带来的二级污染,但是其替代率较低,工业上仍未开展实用。
2.5高沸醇木质素改性酚醛树脂高沸醇木质素是采用高沸醇溶剂法从植物原料中提取的木质素,具有纯度高、化学活性强等特点。
而目前高沸醇木质素主要应用在其对松香树脂的改性方面,松香改性酚醛树脂是以酚醛缩合物为主体,用松香加成,甘油酯化而成的改性树脂,经松香改性后酚醛树脂既改善了酚醛缩合物的油溶性,容易与各种油类共溶,又改变了松香的性能[14]。
在合成高沸醇木质素改性松香酚醛树脂的过程中用高沸醇木质素部分代替对叔丁基苯酚,减少苯酚和甲醛的用量,因此可节约日益枯竭的石油化工原料,降低对环境的污染,同时可有效的利用天然高分子材料,为今后木质素的开发利用拓展了新思路。
2.6其它类型木质素改性酚醛树脂除了上述几种常见木质素类型,牛皮纸木质素、苏打/蒽醌亚麻木质素、磺化牛皮纸木质素等在改性酚醛树脂方面越来越得到关注。
它们都是纸浆或纺织工业制备过程中产生的一种由苯丙烷单元通过醚键和碳碳键连接而成的聚酚类三维网状高分子多酚类芳香族化合物[15]。
A.Tejado等[16]通过对牛皮纸木质素、苏打/蒽醌亚麻木质磺化牛皮纸木质素三种不同类型木质素代替酚醛树脂的对比研究中发现该三种木质素对苯酚能达到45%的替代水平。
3.现状及展望木质素-苯酚-甲醛胶粘剂已广泛应用于生产刨花板、纤维板和胶合板。
木质素的可持续应用不仅可以降低造纸废液的污染,而且能降低PF树脂成本。
尽管人们对木素胶进行了许多研究,但目前真正成功应用于生产中的例子并不多。
原因是工厂所得的木素与PF树脂相比变异性较大、并且反应活性低、稳定性差。
在大多数情况下,还需将其进行去离子化、超滤和阳离子转化后才能应用[17]。
此外木素胶黏剂用于人造板生产,要求热压温度高,而且胶的黏度较大,施胶操作过程困难[18],不易长时间放置等影响了木素胶黏剂的应用推广。
新型有效的木质素来源已成为当今研究的重点。
R.J.A.Gosselink[19]等人研究了从一种新星纤维制浆方法中提取的无硫软木木质素,表明新星纤维木质素作为热塑性塑料的紫外稳定性的功能添加剂和以苯酚甲醛基为组分的木材胶粘剂应用中有很大的潜能。
木质素应用于酚醛树脂胶黏剂的可持续发展研究意义深远。
[1]李爱阳.唐有根.木质素改性酚醛树脂胶的研究[J].环保治理.2006,3(2):76-77.[2]时君友.改性酚醛树脂胶粘剂的研究[J].北华大学学报,2004,5(1):76-79.[3]Cetin,N.S,Ozmen,N.,Use of organosolv lignin in phenol-formaldehyde resins for particleboard production[J].Adhes,2002,22(10):477–480.[4]Wan Yunyan,Peng Wenjie,Chai Liyuan.Preparation of adhesive for bamboo plywood using concentrated papermaking black liquor directly[J].Journal of Center South University Technology, 2006,13(1):53-57.[5]Sudan V.Process for p reparing a black liquor phenol formaldehyde thermosetresin[P].US:6.632 912,2003-10-16.[6]刘纲勇,邱学青,邢德松.工业木质素在木材胶粘剂中应用的研究进展[J].精细化工,2007,24(2):90-93.[7]刘学苏,李广学.木质素的应用进展[J].广州化工,2005,33(4).[8]顾继友.胶粘剂与涂料[M].北京:中国林业出版社,1999.[9]LOUSTALOT M,G. Phenlic resins,Influence of catalyst type on reaction mechanisms and kinetics[J].Polymer,1996,37(8):321-369.[10]安鑫南.亚铵法制浆造纸废水治理技术[J].湖南造纸,1998,3.[11]Sudan.Synthesis of lignin/Epoxy resins in Aqueous Syetems and Theirproperties[J].Holzforschung,1997,(51):183-187.[12]Khan.Double labeled iso-cyanate resins for thesolid-state NMR etection of urethanelinkages to wood[J].International Journal of Adhesion&Adhe-sives,2001.[13]郑钻斌,程贤甦,符坚等.酶解木质素改性酚醛树脂胶黏剂的研究[J].林产工业,2009,36(4)25-27.[14]任天瑞,李永红.松香化学及其应用[M].北京:化学工业出版社,2006:312.[15]Kazayawoko.A lignin-phenol formaldehyde binder for particleboard[J].Holzforshung,46(4): 349–354.[16]A.Tejado,G.Kortaberria,C.Pena etc.Lignins for Phenol Replacement in Novolac-Type Phenolic Formulations. II. Flexural and Compressive Mechanical Properties[J].Journal of Applied Polymer Science DOI,2007,27(3):159-164.[17]A皮齐[南非].木材胶粘剂化学与工艺学[M].北京:中国林业出版社,1989.[18]李忠正,乔维川.工业木素资源利用的现状与发展[J].中国造纸2003,22(5):47-51.[19]R.J.A.Gosselink,M.H.B.Snijder,A.Kranenbarg etc.Characterisation and application of NovaFiber lignin[J].Industrial Crops and Products,2004,20:191-203.。