Page 209 - 《精细化工》2020年第3期
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第 3 期                     王学川,等:  高温致活工业明胶木材胶黏剂的制备及应用                                    ·627·


            大且误差相对较小)。加热能使胶黏剂固化,还可以                            短解封出的异氰酸酯过少,形成交联程度较低,胶
            促进胶黏剂各组分之间或胶黏剂与木板界面之间的                             黏强度也会较低。但若在高温和过长热压时间下热
            反应。对热压固化过程中的温度、时间和涂胶量对                             压,会使木材中的高分子化合物从玻璃态转向橡胶
            胶黏剂的胶黏强度影响进行考察,结果见图 6。                             态,木材也会有松动流化的趋势,致使流动性的胶
                                                               黏剂随具有流化趋势的木材渗透至木材深处,造成
                                                               表面缺胶,此时胶黏强度就会下降                [26] 。由图 6c 可
                                                               见,随施胶量的增大胶黏强度整体呈现增长的趋
                                                               势。热压后 MEKO-WPU 解封出活性—NCO,与明
                                                                                                      2
                                                               胶或木材反应。但当施胶量增大到 300 g/m 后,剪
                                                               切强度变化趋势不大,继续增大胶黏剂用量会增加
                                                               生产成本。综上所述,最佳的热压工艺参数应选择
                                                               为:热压温度 150  ℃,热压时间 4  min,涂胶量
                                                                      2
                                                               300 g/m 。
                                                               3   结论

                                                                   本文以 MEKO 为封闭剂制备出封闭型水性聚
                                                               氨酯,利用其在高温下会解封出—NCO 的特点,在
                                                               高温热压下与明胶产生交联,制备出高温致活封闭
                                                               型 INGE 木材胶黏剂。FTIR 和 DSC 表明,已成功
                                                               制备出封闭型水性聚氨酯,在高温过程中其会解封
                                                               出—NCO,最大解封温度是 126  ℃。经 SEM 观测
                                                               后,交联后的胶膜表面更加光滑,相容性更好。最
                                                               佳的热压工艺条件是热压温度 150  ℃、热压时间
                                                                                   2
                                                               4 min、涂胶量 300 g/m 。当 MEKO-WPU 用量为质
                                                               量分数 20%时,胶黏剂的湿剪切强度高达 0.97 MPa,
                                                               达到国家Ⅱ类胶合板的使用要求。与未改性的明胶
                                                               胶黏剂相比,改性后的 INGE/MEKO-WPU 胶黏剂耐
                                                               水性得到提升,证明封闭型水性聚氨酯的加入可以
                                                               提升明胶胶黏剂的使用性能,也说明废弃皮革中提
                                                               取的 INGE 在制备木材胶黏剂方面具有较好的应用
                                                               前景,一定程度上可以实现废弃物的高值转化。

                                                               参考文献:

                                                               [1]   GU  Jiyou  (顾继友).  The  development  and  research  progress  of
            Fig.  6    不同热压条件下 INGE/MEKO-WPU 胶黏剂的胶                 domestic wood adhesives[J]. China Forest Products Industry (林产工
                   黏强度                                             业), 2017, 44(1): 6-9, 19
            Fig. 6    Shear strength of INGE/MEKO-WPU adhesive under   [2]   LI Congcong (李聪聪). Preparation and property research of chemical
                   different hot-pressing conditions               crosslinking  modfication  of  soybean  meal-based  adhesive[D].
                                                                   Beijing: Beijing Forestry University (北京林业大学), 2015.
                                                               [3]   MA  Jianzhong  (马建中).  Modern  tanning  technology  and  practice
                 如图 6a 所示,当固化温度从 120  ℃上升至
                                                                   [M]. Beijing: Chemical Industry Press (化学工业出版社), 2004: 3-5.
            150  ℃时,胶黏强度急剧上升,但当进一步增加固                          [4]   ZHOU Mengrou (周梦柔), ZHANG Yuhao (张雨浩), CHEN Liqing
                                                                   (陈丽清), et al. Research progress in improvement of gel strength of
            化温度时,胶黏强度反而下降。可能是加热使胶黏剂                                gelatin based on microstructure[J]. Science and Technology of Food
            黏度减小,对木材的渗透能力增强。同时,随着温                                 Industry (食品工业科技), 2013, 34(13): 395-399.
                                                               [5]   SARBON N M, CHEOW C S, KYAW Z W, et al. Effects of different
            度的升高,解封反应速率加快。而温度过高时,试
                                                                   types  and  concentration  of  salts  on  the  rheological  and  thermal
            件内部水分不均匀,造成胶黏剂部分提前固化,减                                 properties  of  sin  croaker  and  shortfin  scad  skin  gelatin[J].
                                                                   International Food Research Journal, 2014, 21(1): 317-324.
            少三维交联网状结构形成的程度,致使胶黏强度降
                                                               [6]   MOHAMED A E S, MOHAMED E S M, AISHAH A. Fish gelatin
            低。同样,如图 6b 所示,若热压时间过短(≤4 min),                         and its applications in selected pharmaceutical aspects as alternative
            达不到试件中水分蒸发所需的能量,胶黏剂不能充                                 source to pork gelatin[J]. Journal of Food Science and Technology,
                                                                   2013, 11(1): 73-79.
            分固化,并且—NCO 的解封是逐渐进行的,时间过                           [7]   ZHENG  Junping  (郑俊萍).  Preparation  and  properties  of  gelatin-
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