木质素-糠醇-乙二醛树脂基砂轮片的制备与测试
2018-09-10张本刚周晓剑王文丽杜官本吴志刚
张 俊 张本刚 周晓剑 王文丽 杜官本 吴志刚
(1. 西南林业大学云南省木材胶黏剂及胶合制品重点实验室,云南 昆明 650224;2. 贵州大学林学院,贵州 贵阳 550025)
近20年来,酚醛树脂基砂轮片PFG在砂轮片市场的发展不断壮大,现已占据树脂基砂轮片市场的主导地位[1],但其中的游离甲醛一定程度上限制了发展。采用农林废弃物的生物质材料替代PFG的研究逐渐被人们所重视,如用树皮抽提单宁制备单宁基树脂砂轮片[2-4],较PFG具备更高的硬度和耐热性能。相对单宁而言,木质素的来源广泛,每年约有5 000万t木质素来自制浆造纸工业,但大部分木质素作为副产品被丢弃或者销毁,仅有少部分被用于制备价格低廉的产品[5-6]。木质素的结构与苯酚类似[7-8],这些单体通过脱氢聚合由C-C键和C-O键等连接无序组合而成,其酚类结构呈现一定的反应活性,其中酚羟基及甲基醚键对应的临位活性最大。
糠醇来自玉米和小麦的加工剩余物,具有较高的热稳定性,其单体中的呋喃结构赋予其较好的耐水性能。将糠醇应用于制备生物质材料的研究较多,如单宁-糠醇热固型塑料[9]、糠醇基木材胶黏剂[10-11]及砂轮片[12-14]。
课题组前期采用木质素替代部分苯酚与甲醛反应制备出木质素酚醛砂轮片 (PFLG)[15],但木质素的替代率仅在40%左右,且需甲醛作为交联剂。因此,要想实现环保砂轮片的制备,需彻底摆脱甲醛因子,本研究尝试将木质素与糠醇反应制备木质素-糠醇树脂 (LF) 基砂轮片。由于木质素在酸性条件与糠醇的反应活性较碱性条件高,而糠醇在酸性条件下容易发生自缩聚,为减低其与木质素的反应活性,采用乙二醛作为交联剂用于木质素与糠醇的反应体系,进而提高木质素与糠醇的反应活性。……
