PEG-星型超亲水聚合物可控制备及其对粉状UF树脂复水机理研究

The poor rewatering of powdered urea-formaldehyde resins has limited the use and the establishment of specialized adhesive production companies. Based on the factors that affect the rewatering of powdered urea-formaldehyde resins, this proposal will introduce star super-hydrophilic polymers to improve the rewatering. The polymer with star structure and super-hydrophilicity will be synthesized by Atom transfer radical polymerization (ATRP). The polymer doped with TiO2 will be also prepared by sol-gel method. The reaction conditions will be optimized. The polymer structure, synthesis mechanism and super-hydrophilicity will be detected. Star super-hydrophilic polymer will be applied to the rewatering test of the powdery urea -formaldehyde resins, and the rewater dissolution models will be established to analyze the rewatering mechanism. Finally, the effect of polymer addition on the performance of urea formaldehyde used in wood will be analyzed. The purpose of this study is to use star super-hydrophilic polymer to improve the rewatering of urea-formaldehyde powder, which will lay the foundation for the specialized production of powdery urea-formaldehyde.

粉状脲醛树脂具有复水性能差的缺点，影响其使用、限制专业化胶黏剂生产企业的出现。本项目在分析粉状脲醛树脂复水性能差的原因基础上，将星型超亲水聚合物引入，用于提高粉状脲醛树脂的复水性能。利用原子转移自由基聚合法合成具有星型结构、超亲水性能的聚合物。利用溶胶-凝胶法制备掺杂TiO2的星型超亲水聚合物。对反应条件进行优化、聚合物结构表征、合成机理分析、超亲水性能检测。将星型超亲水聚合物作用于粉状脲醛树脂进行复水试验，建立复水模型，分析复水机理。最后分析聚合物加入对脲醛在木材中使用性能的影响。本研究旨在利用星型超亲水聚合物提高粉状脲醛树脂的复水性能，为粉状脲醛树脂的专业化生产奠定基础。

粉状脲醛树脂不易复水，在一定程度上限制了粉状脲醛树脂的发展和专业化的木材工业用胶黏剂企业的出现。本研究通过加入水溶性高分子聚乙烯醇以改善粉状脲醛树脂的复水性能，研究聚乙烯醇对粉状脲醛树脂复水后液体胶的黏度、沉降性的影响，通过正交试验分析各因素对粉状脲醛树脂复水后液体胶胶合强度的影响。采用原子转移自由基聚合（ATRP）法制备星型亲水木质素聚合物。以双季戊四醇（DPE）和2-溴异丁酰溴酯化反应合成溴代双季戊四醇（DPE-Br）引发剂。利用原子转移自由基聚合法（ATRP），甲基丙烯酸甲酯（MMA）为反应单体，制备溴代甲基丙烯酸甲酯（PMMA-Br）。以PMMA-Br为引发剂，甲基丙烯酸聚乙二醇酯（PEGMA）为单体，制备星型亲水聚合物甲基丙烯酸甲酯-b-甲基丙烯酸聚乙二醇酯（PMMA-b-PPEGMA），分析星型亲水聚合物PMMA-b-PPEGMA对粉状脲醛树脂复水性能的影响。聚乙烯醇改性粉状脲醛树脂复水后液体胶制得的三层杨木胶合板胶合强度为2.1136 MPa，达到GB/T 9846—2015 Ⅱ类胶合板要求。聚乙烯醇的加入在一定程度上改善粉状脲醛树脂的复水性能。木质素接枝甲基丙烯酸羟乙酯后亲水性能提高，接触角为21.6°。核磁分析说明合成了端基为羟基的星型亲水聚合物甲基丙烯酸甲酯-b-甲基丙烯酸聚乙二醇酯（PMMA-b-PPEGMA）。通氮气后再加入溴化亚铜，PMMA-b-PPEGMA产率较高。星型亲水聚合物PMMA-b-PPEGMA改性粉状脲醛树脂胶合板胶合强度达1.98MPa，达到了国家标准GB/T9846-2015中Ⅱ类胶合板使用要求。本研究围绕亲水聚合物改性粉状脲醛树脂为中心，开展系列亲水聚合物制备及其对粉状脲醛复水性能的实验，亲水聚合物可有效改善粉状脲醛树脂复水性能，对于促进高性能环保粉状脲醛树脂胶黏剂的专业化生产、人造板产品的生产与使用具有重要意义。