麦秆表面特性及麦秆刨花板胶接机理的研究

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1、摘要f利崩农作物秸轩(麦轩、稻草)生产1F木质人造扳是世界范同内人造扳研究领域中的研究热点之一。但由丁．异氰酸酯的特性及成本等问题，使异氰酸酯麦秆刨花扳在国内r泛实现1：业化利被认同的速度极慢。为了适应市场需求，采埘价格低廉的脲醛树月日或酚醛树脂生产麦秆刨花板日豁引起人们重视。为此，J本研究以壶秆为原料，从改善麦秆胶接界面性质的角度着手，分别研究了麦秆的表面形貌、化学组成、表面润湿性、酸碱性和胶接机理，采瑚稀碱喷淋处理和引入硅烷偶联剂两种方法对麦秆胶接界面改性，政性后的脲醛、酚醛树脂麦秆刨花板的物理力学性能显著改善。其中，酚醛树脂麦

2、秆刨花扳的物理力学性能已十分接近木质刨花扳国家标准中A类二等品。利心光学显微镜(OM)和扫描屯镜(SEM)对麦秆横切面、内、外表面的组织结构进行了观察和分析。味果表明：麦秆外表面形成的角质层及角质层上的脂肪和蜡质是影响胶接强度的主要冈素：麦秆片在室温F经0．6％NaOH溶液处理后，其外表面出现“刻蚀，。)。I!SCA、FFIR和GqMs以及常规化学分析方法，对壶秆的表面元素和化学组成挂珊P洲、行象用了分析。(结果表明：在麦秆(河南)不同层面上，C元素含鬣由外及里逐渐降低，O、N元素含鼙逐渐升高，si元素含量在靠近外表面处最高：170

3、℃是c、0元素含量的转折点，而N、si元素在升温过程中含量变化不人。EsCA和显微．FTm对麦秆表面官能团含量分析表明：麦秆外表面反应活性基团最少，内表面反应活性基团多丁外表面，具有更人的反应活性。麦秆化学组成分析中测定了水分、灰分、原料中的Si02、灰分中的Si02、综纤维素、木素、聚戊糖及冷水、热水、苯．乙醇、苯-丙酮、乙醚硐1I％NaOH溶液抽提物的含量：在麦秆乙醚抽提物中鉴定了7种脂肪酸。壶秆的酸度属丁．中性，其pH值人r绝人多数木材的pH值，麦秆的缓冲容鼙越人，胶液pH值变化的阻力越人o／，。利H』接触角测量仪币I麦什润湿

4、模玳，提出以扩散．渗透系数K值的人小米评价不同胶枯刑在麦秆表面上扩散渗透能力的强弱。{置值越人，表明胶粘剂在壶秆表面的扩散渗透能力越强。试验中所朋三种胶粘荆住麦{f表面的扩散渗透能力人小关系为KMDl>xPF>j研。麦秆经稀碱处理后．二砷睃粘剂住壶秆内、外表面的扩散渗透能力显若增加，平衡时间缩短。升比较了二种胶粘剂在友秆表面的润湿性，计算了临界表面张力，最人胶接张力和胶接功等热力学物理蛙／’利州显微．FnR、C?／MAS1℃．NMR分析技术年¨壶轩胶接界面模11对二种玎i同胶粘刑与纤维素混合热压前后的变化段明：脲醛树脂、酚醛树脂_手

5、

6、I异氰酸酯树脂中的活性基团(一NH2、—cHlOH、--N=C=O)uJ以与纤维素c3、06上的—oH发生化。学反麻。利川友年十胶接界面模，融通过对C。。ESCA谱线分峰拟合，对比胶接前后官能闭含精发现：麦}十表面分别与部分胶粘剂发生了化。'-7-"反麻，产生化学吸附。户，D根据FTIR、CP／MAS”C．NMR和ESCA获得的信启，分别从机械结合、流变学、弱界面层、化学键及吸附理论等不同角度对麦秆片胶接机理进行了分析祠I解释：并对偶联荆在垄丝噬体系中的作tL}j及作州机理进行了分析和解释。关键词：陡秆j／-表}面形貌，化学组成，

7、(润湿性，酸碱性∥胶接机理，界面改性，阳湿模型，胶接模删，光学显微镜，扫描电镜，化学分析光电子能谱，傅立叶红外光谱，气质联川，交义极化魔角白旋碳一13同体核磁共振波谱几／7ABSTRACTUtilizingcropstrawsrwheatstraw,ricestraw)producingthenon—woodbasedpanelisoneofthepopularprojectsinfieldofcompositestudyaroundtheworld．HoweveLthiskindofparticleboardcouldn7tbew

8、idespread，especiallyinChina,becauseofthehighcostandcharacteristiesoftheisocyanate．Inordertoadapttotheneedsofmarket，theexploirationofwheatsffawparticleboardsmadewithUreaFormaIdehyd“UnorPhenolFormNdehyde(PF)hasbeenbecomingmoreandmoreconcemedinChina．111us．intheaspectofmod

9、ifyinginterfacecharacteristics．theauthorofthisdissertationstudiedthestmeturalfeatures．chemicalcomponenks,surfacewetta