環(huán)保插層復(fù)合型膠粘劑的制備及其研究.pdf

1、21世紀(jì)環(huán)境污染成為嚴(yán)重影響人類發(fā)展的問(wèn)題，全球人類都越來(lái)越注重環(huán)境的保護(hù)。木材膠粘劑由于在木材加工行業(yè)應(yīng)用極其廣泛，而且價(jià)格低廉，有著非常廣闊的市場(chǎng)。但其游離甲醛釋放所帶來(lái)的環(huán)境污染，成為嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題，越來(lái)越引起人們的關(guān)注。研究一種環(huán)境友好的膠粘劑非常重要。
　　 本研究以無(wú)毒無(wú)污染的骨膠為原料，在不改變骨膠主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對(duì)骨膠粘度隨溫度變化而發(fā)生大范圍的變化，當(dāng)溫度低于30℃時(shí)，基本上失去流動(dòng)性而呈凝膠狀態(tài)的缺點(diǎn)，通

2、過(guò)降解、交聯(lián)、插層復(fù)合等多種反應(yīng)對(duì)骨膠進(jìn)行化學(xué)改性，改性后獲得的新型骨膠膠粘劑除保留其原有的無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染等優(yōu)良特性外，還具有常溫下呈液態(tài)、穩(wěn)定性好、拉伸強(qiáng)度高、固化速度快、低溫性能好等特點(diǎn)，符合世界環(huán)保產(chǎn)品和高性能產(chǎn)品的要求。
　　 （1）首先選用不同的鈉化改型劑對(duì)蒙脫土進(jìn)行鈉化改型，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)方法確定了鈉化改型的最佳工藝。其具體工藝條件為，選用多聚磷酸鈉作為鈉化改型劑，蒙脫土濃度為15％，改型劑加入量為2％，攪拌時(shí)間

3、為2h，鈉化溫度為60℃。由此工藝條件得到的鈉化改型蒙脫土的膠質(zhì)價(jià)為94.4ml/3g土，膨脹倍為93.2 ml/g，陽(yáng)離子交換容量為101.5mmol/100g土。
　　 （2）然后用濃鹽酸對(duì)骨膠進(jìn)行降解，以環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑對(duì)骨膠進(jìn)行接枝改性。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)分析。最終確定了接枝改性骨膠的制備工藝條件，得到最佳性能的接枝改性骨膠。其具體工藝條件為水膠質(zhì)量比為1：1、酸解溫度為80℃、加入濃鹽酸（36.5％）量為骨膠重量的7％

4、、酸解時(shí)間為30min、環(huán)氧氯丙烷的加入量為0.15 ml/g骨膠、接枝共聚時(shí)間為2h。由此工藝制備的接枝改性骨膠的表觀粘度為1250 mPa.s，凝固點(diǎn)為0℃，有效地改善了骨膠的性能，降低了凝固點(diǎn)，使其實(shí)現(xiàn)了常溫下為液態(tài)，讓其使用更加方便，而且有效地避免產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象。為插層復(fù)合型骨膠的制備提供了前期工作基礎(chǔ)。
　　 （3）再將鈉化改型蒙脫土加入到骨膠溶液中，并采用超聲波分散的方法，輔以加入助插層劑乙醇對(duì)骨膠進(jìn)行插層復(fù)合，得到插

5、層復(fù)合型骨膠。通過(guò)實(shí)驗(yàn)最終確定了最佳的制備工藝條件。其最佳工藝條件為采用插層聚合的方式，鈉化改型蒙脫土的加入量為6％，加入乙醇作為助插層劑，超聲波分散30min，插層復(fù)合時(shí)間為2.5h。以此工藝條件所制備的插層復(fù)合型骨膠其性能較接枝共聚型骨膠又有大幅度提高，尤其是其粘接性能，其初粘力為0.35MPa，拉伸剪切強(qiáng)度為4.04MPa。
　　 通過(guò)紅外光譜分析表明環(huán)氧氯丙烷已經(jīng)接枝到骨膠分子鏈上，而且納化改型蒙脫土的特征吸收峰在產(chǎn)品的

6、紅外譜圖上也有出現(xiàn)，表明蒙脫土與骨膠分子的插層成功。通過(guò)X射線衍射（XRD）分析表明：蒙脫土經(jīng)鈉化改型、聚合插層、插層聚合后，其001晶面的2θ值衍射峰由改性前的6.877°分別向小角度方向偏移到4.483°、4.187°、3.005°，即蒙脫土的平均層間距d（001）由改性前的0.913 nm分別增至1.399nm、1.497nm、2.085nm。納化后蒙脫土層間被鈉離子撐大，而插層復(fù)合后鈉離子被插層劑分子即接枝骨膠取代，蒙脫土層間距

7、被進(jìn)一步撐大，但插層聚合后的層間距增大比聚合插層要明顯。其中，插層聚合型骨膠的插層效果最佳。通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察其表面形貌，發(fā)現(xiàn)接枝改性前后骨膠的表面發(fā)生了明顯的變化，其表面更加粗糙。鈉化改型蒙脫土有著大而彎曲的片層，而由插層聚合型骨膠柱撐的蒙脫土的片層有了明顯的變化，其中有許多小而聚集的粒子并且片層變得比較平，再次驗(yàn)證了骨膠分子對(duì)蒙脫土的插層復(fù)合成功。
　　 骨膠這一天然再生木材膠粘劑，有其很強(qiáng)應(yīng)用價(jià)值，特別是在人們追求膠合