固化剂对脲醛树脂模塑料性能的影响.pdf

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1、韩春国，等：固化剂对脲醛树脂模塑料性能的影响5固化剂对脲醛树脂模塑料性能的影响术韩春国王春鹏，金铁铃储富祥，(1．中国林业科学研究院林产化学工业研究所，生物质化学利用国家工程实验室，国家林业局林产化学工程重点开放性实验室江苏省生物质能源与材料重点实验室，南京210042；2．中国林业科学研究院林业新技术研究所，北京100091)摘要以尿素、甲醛合成的脲醛树脂为基体、木浆纤维为增强材料制备了脲醛树脂模塑料。研究了氯化铵、柠檬酸三铵、氨基磺酸铵、氯化铵／氨基磺酸铵、氯化铵／钾明矾等五种固化剂对脲醛树脂模塑料流动性能、模塑收缩率和力学性能的影响。结果表明，当氯化铵用量为1．5份时，脲醛树脂模

2、塑料的性能较好，其流动性为142mm，模塑收缩率为0．31％，弯曲强度为98．62MPa，冲击强度为1．98kJ／m，动态力学性能优异，玻璃化转变温度()较高。氨基磺酸铵的总体固化效果比其它几种固化剂好，可使模塑收缩率降低至0．26％，并使模塑料的动态力学性能及达到最高；双组分固化剂氯化铵／氨基磺酸铵、氯化铵／钾明矾在脲醛树脂模塑料中的总体固化效果一般。关键词固化荆脲醛树脂模塑料·脲醛树脂模塑料是以脲醛树脂为基体加入纤维电子显微镜(SEM)和动态机械热分析(DMA)等现素、润滑剂等填料，经捏合成一体通过固化剂固化代分析手段分析模塑料的微观结构和动态力学性后，干燥、粉碎制得的一种热固性塑

3、料。其制品具有能¨卜，确定最佳的脲醛树脂模塑料用固化剂。硬度大、难燃、自熄性、防霉性、固化速度快和价格低1实验部分等优点，广泛应用于日用电器、机械零配件及其它日1．1主要原材料用品行业¨。脲醛树脂在使用时只有加入固化剂木浆纤维：加拿大北方纸浆木材公司；并在一定热压条件下发生固化反应生成立体交联网尿素、甲醛：分析纯，上海久亿化学试剂有限公状结构，才会表现出上述优良性能并成为真正具有司：使用价值的脲醛树脂模塑料，因此脲醛树脂模塑料六次甲基四胺：分析纯，江苏永华精细化学品有体系固化剂的研究是脲醛树脂模塑料技术的重要研限公司；究依据，可为脲醛树脂模塑料的成型制备工艺的改NaOH：化学纯，上海久

4、亿化学试剂有限公司；进提供理论指导。草酸：分析纯，无锡市瑞运化工有限公司；脲醛树脂的固化剂种类繁多，都具有潜伏性的氯化铵：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；特点，即在常温时是稳定的，呈中性或接近中性，而柠檬酸三铵：化学纯，上海试剂厂；在固化温度下，迅速分解显示酸性，促使树脂固化，氨基磺酸铵：分析纯，广东光华化学厂有限公固化剂分解后酸性的大小影响着脲醛树脂的固化性司；能。已有学者对脲醛树脂体系固化剂进行了研钾明矾：分析纯，上海试四赫维化工有限公司。1．2主要设备、仪器究，而对于脲醛树脂模塑料体系固化剂的研究较少，由于木浆纤维及其表面官能团对脲醛树脂的压机：自制；电动搅拌器：JJ一1型，江

5、苏省金坛市江南仪器固化反应有一定的影响，所以脲醛树脂的固化体系厂：与模塑料的固化体系有较大差别。另有文献报道_l，多组分固化剂之间具有特殊的相互作用，可水浴锅：ZNHW型，巩义市英峪予华仪器厂；捏合机：YL一5L型，南京恩索设备有限公司；促进脲醛树脂的固化。因此笔者选用了脲醛树脂最鼓风干燥箱：DHG一9030型，上海精宏仪器有常用的潜伏性固化剂氯化铵，研究了不同氯化铵用限公司；量对模塑料固化性能的影响，以确定氯化铵的最佳用量；并以柠檬酸三铵、氨基磺酸铵为脲醛树脂模塑}国家863计划项目(2007AA100704)；林业行业专项项目料的单组分固化剂，氯化铵／氨基磺酸铵、氯化铵／钾(201

6、104004)；浙江省省院合作项目(2009SY01)明矾为双组分固化剂，分析了各固化剂在相同含量、通讯作者相同热压时间下模塑料固化后的性能，并采用扫描收稿日期：2011—0l—O56工程塑料应用2011年，第39卷，第4期球磨机：XQM型，南京大学仪器厂；性能分析。电子万能试验机：CMT4304型，深圳新三思计表1含不同固化剂脲醛树脂模塑料的流动性能量技术有限公司；试样1234#561#8流动性／115132142131138140142141简支梁冲击试验机：XJJY一5型，承德鑫国检测设备有限公司；由表1可以看出，当氯化铵用量较低时，随着氯SEN：S一34O0N型，日本Hitac

7、hi公司；化铵用量的增加，模塑料的流动性逐渐增大。其中，DMA仪：Q8OO型，美国TA公司。3模塑料的流动性最大，达到142mm，4流动性降1．3试样制备低为131mm。因为在热压条件下，氯化铵分解释放在装有搅拌和冷凝器的玻璃反应瓶中加入计量出酸，脲醛树脂在酸性条件下迅速缩聚固化。当氯好的甲醛溶液和pH值调节剂，调节pH值到7．5～化铵用量较少时，酸性较小，脲醛树脂固化交联度较8．0，再加入一定质量的尿素，缓慢升温，使溶液温度低，流动性小；当氯