树皮粉改性酚醛树脂的优化研究

我国是一个木材需求大国，但是现有木材产量和进口木材远远满足不了需求，选择木材替代品是必由之路。同时随着环保要求和人类环保意识的提高，落叶松树皮资源在满足用于提取栲胶、用于胶黏剂及增充剂、吸附剂生产的情况下，必将广泛应用于生产人造板、应用于树皮制造堆肥、应用于土壤改良、应用于作为能源与热解的原料等[5]。

一般用来改性酚醛树脂的树皮粉种类有落叶松树皮粉、马尾松树皮粉、杉树树皮粉和杨梅树皮粉等，树皮粉改性酚醛树脂可以降低胶黏剂的成本。在已有的树皮粉改性酚醛树脂方面，大致有三种工艺。

第一种工艺是碱活化工艺。关于碱活化树皮粉工艺的专利有很多。例如CN1064694A就是以落叶松树皮粉为原料，采用NaOH、Na2S（或Na2SO3）组成的碱性催化体系，进行酚化改性。其酚化产物与甲醛在碱性条件下进行共聚制备可以得到落叶松树皮粉胶黏剂。

第二种工艺是酸活化工艺。酸活化工艺是以单种酸或复合酸催化体系为催化剂活化树皮粉，得到的液化物再与氢氧化钠、甲醛等反应得到树皮胶胶黏剂。在CN1786099A专利中，以树皮粉为原料，苯酚为液化剂，浓硫酸为催化剂，得到树皮粉液化产物，而后与氢氧化钠、甲醛等发生共聚反应得到树皮粉人造板胶黏剂，树皮粉对苯酚的质量替代率最多40%。制备的胶黏剂也存在贮存期较短（一般不超过15日），胶接性能较差，胶黏剂制备周期长等缺点，制约其工业化生产和应用。专利CN101205454A在专利CN1786099A的研究基础上做了改进，以甲基苯磺酸-磷酸-硫酸为复合催化剂，树皮粉对苯酚的质量替代率最多48%。(www.xing528.com)

第三种工艺是直接共聚工艺。共聚工艺是直接以树皮粉为原料，在催化剂作用下与苯酚、甲醛反应制得酚醛树脂。专利CN1120572A以落叶松栲胶（单宁含量≥50wt%）为原料，在NaOH等碱性催化剂作用下与苯酚、甲醛反应，共聚制备落叶松单宁胶黏剂。其中落叶松栲胶对苯酚的替代率为50%～70%，用于制备室外级胶合板。

高振华[6]等采用2次加碱工艺，并以苯酚液化落叶松树皮代替部分苯酚，制成了储存期相对较长、耐水性较好和游离甲醛释放量满足相关标准的耐水性环保型木材胶黏剂。加碱次数对树皮胶性能影响很大，2次加碱工艺制成的树皮胶，其性能与纯酚醛树脂胶相当，并且其游离醛含量相对最低、胶接强度相对最好，但其凝胶时间较长、固化温度较高。但是苯酚液化树皮制成的胶黏剂的储存期较短。

温明宇[7]等对苯酚液化落叶松树皮粉改性酚醛树脂（BPF）在秸秆表面的湿润性进行了研究，并与加入聚合异氰酸酯的BPF－PMDI以及传统的酚醛树脂进行对比分析，发现BPF固化反应中的放热量和固化表现的活化能都高于普通的酚醛树脂，但与其他研究利用液化木材产物制备的酚醛树脂的活化能相近。