造紙黑液木質素用于制備人造板膠粘劑的研究

1、造紙黑液木質素用于制備人造板膠粘劑的研究 1徐鴿,張靜.造紙黑液木質素用于制備人造板膠粘劑的研究J.環(huán)境污染與防治,2009,31(2):64-66.DOI:10.3969/j.issn.1001-3865.2009.02.018.報告人：陳朱鴻（報告人：陳朱鴻（50）木素（又稱木質素) 木素的化學結構：木質素是由苯基丙烷結構單元通過醚鍵和碳-碳鍵連接而成的具有三度空間的高分子聚合物。 木素的主要存在于木本植物和草本植物中，還存在于所有維管植物中，自然界中其數(shù)量僅次于纖維素和甲殼素，是位居第三位的天然大分子有機物質。黑液主要試劑及儀器主要試劑： 原料來自黑龍江某制漿造紙廠的燒堿法造紙黑液。所用

2、試劑有硫酸、硝酸、鹽酸、氫氧化鈉、苯酚、甲醛，均為分析純。主要儀器： 電動攪拌裝置，平板硫化機，拉力試驗機。實驗內容 以造紙黑液為原料，分別用硫酸、硝酸和鹽酸提取得到3種酸析木質素，以此替代部分苯酚，制備改性人造板用酚醛樹脂膠粘劑；并對3種木質素的摻人量、苯酚與甲醛摩爾比(簡稱酚醛比)、催化劑加入量等反應條件對膠粘劑性能的影響進行了考察。木質素酚醛樹脂膠粘劑的制備方法 將苯酚和甲醛加人帶有回流冷凝器的四口燒瓶中，另外加入一定量氫氧化鈉作為催化劑。在90100水浴回流1 h后，按不同比例分別加入3種酸析木質素，然后在90100下回流3 h，制得木質素酚醛樹脂膠粘劑。并進行相應的性能測定。產(chǎn)品性能

3、評價 木質素酚醛樹脂膠粘劑性能按照木材工業(yè)膠粘劑用脲醛、酚醛、三聚氰胺甲醛樹脂(GBT14732-2006)要求測定固體含量(以質量分數(shù)計)、游離甲醛含量(以質量分數(shù)計)（游離甲醛0.3%）膠合強度和動力黏度，其中動力黏度采用旋轉黏度計(NDJ一79型)測定。熱壓及成型工藝 按GBT 14732-2006制備人造板試件，然后涂上酚醛樹脂膠粘劑(涂膠量以1 涂175 g固體膠計)，常溫放置30 min后進行熱壓。 在壓力1.20MPa、熱壓時間5 min、溫度135下熱壓成型。制備好的人造板試件于室溫放置48 h后，進行膠合強度試驗。結果與討論 木質素摻入量對膠粘劑性能的影響摻入硫酸木質素 由表

4、l可以看出。隨硫酸木質素摻入量的增加，制得的硫酸木質素酚醛樹脂膠粘劑動力黏度顯著增大從膠合強度可以看出，硫酸木質素摻入量為15和20時，膠合強度較大，因此選擇硫酸木質素摻入量為20。結果與討論 木質素摻入量對膠粘劑性能的影響 摻入硝酸木質素 由表2可見，隨硝酸木質素摻入量的增加，制得的硝酸木質素酚醛樹脂膠粘劑動力黏度顯著增大，但均符合GBT 14732-2006要求綜合各項性能指標，制備硝酸木質素酚醛樹脂膠粘劑時，硝酸木質素的摻入量為2040較合適。結果與討論 木質素摻入量對膠粘劑性能的影響 摻入鹽酸木質素 由表3可見，隨著鹽酸木質素摻人量的增加。制得的鹽酸木質素酚醛樹脂膠粘劑的動力黏度明顯增

5、大但由于甲醛含量不符 合國家標準（游離甲醛0.3），則鹽酸木質素不宜替代苯酚摻入酚醛樹脂膠粘劑中。結果與討論 酚醛比對膠粘劑性能的影響 從表4可見，隨著酚醛比的縮小，硝酸木質素酚醛樹脂膠粘劑的動力黏度增大，固體含量和游離甲醛量均增加。膠合強度變化不大，但隨著比例的增大，游離甲醛含量大幅增加因此，一般木質索酚醛樹脂膠粘劑的酚醛比為 1.0：1.5。 催化劑用量對膠粘劑性能的影響 由表5可見，隨著氫氧化鈉加入量的增加。硝酸木質素酚醛樹脂膠粘劑的動力黏度呈上升趨勢；考慮到成本，氫氧化鈉加入量為0.6%較好。結果與討論結果與討論木質素酚醛樹脂膠粘劑的經(jīng)濟評價 采用由造紙黑液中提取的木質素替代部分苯酚與

6、甲醛進行反應，得到木質素酚醛樹脂膠粘劑。本研究的硫酸木質素、硝酸木質素至少可替代20的苯酚，這樣不僅可以降低產(chǎn)品成本，而且減少苯酚的用量，更環(huán)保，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。此外，也給造紙廠造紙黑液的治理與綜合利用創(chuàng)造了條件，具有實際意義。結論(1)用硫酸、硝酸、鹽酸從造紙黑液中提取的木質素替代部分苯酚，與甲醛反應合成木質素酚醛樹脂膠粘劑，前2種木質素摻入量為苯酚用量的20時，得到的木質素酚醛樹脂膠粘劑性能較好，而摻入鹽酸木質素得到的酚醛樹脂膠粘劑的游離甲醛含量超標。（2）以硝酸木質素摻入量為20為例，當酚醛比為1.0：1.5、氫氧化鈉加入量為0.6時，制備的硝酸木質素酚醛樹脂膠粘劑膠合性能

7、較好。（3）在酚醛樹脂膠粘劑制備中，用木質素替代部分苯酚，不僅可以降低產(chǎn)品成本，又能減少苯酚的用量，更環(huán)保；同時，能為造紙廠的造紙黑液提供一種治理與綜合利用的方法，具有實際意義。木質素酚醛樹脂膠粘劑性能的影響因素 以摻入20硝酸木質素為例，考察了酚醛比對膠粘劑性能的影響。酚醛比分別為1.0：1.5、1.0：2.0和1.0：2.5。酚醛比木質素酚醛樹脂膠粘劑性能的影響因素 分別采用硫酸木質素、硝酸木質素和鹽酸木質素替代部分苯酚，與甲醛反應合成膠粘劑，考察了木質素摻人量對膠粘劑性能的影響。3種酸析木質素摻入量均為苯酚用量(簡稱木質素摻入量)040(質量分數(shù)，下同)。木質素摻入量木質素酚醛樹脂膠粘劑性能的