木材胶黏剂/蒙脱土纳米体系复合机理及性能研究

蒙脱土是一类重要的纳米材料原料，其与木材胶黏剂复合有望改进胶黏剂的力学性能、尺寸稳定性、耐老化性、热稳定性等，从而有利于高品质多功能的木质产品制备。针对纳米复合材料制备中相分离的技术难点，研究不同分散方法下蒙脱土在木材胶黏剂体系中的分散状态，研究体系中各组分对蒙脱土插层或剥离结构的影响，评价不同分散效果时体系性能特征，优选复合体系，改进制备工艺，制备脲醛树脂/蒙脱土及酚醛树脂/蒙脱土纳米复合材料。分析复合热力学和动力学特征，明确复合机理及制备工艺改进途径。分析蒙脱土对复合胶黏剂热固化及热稳定性的影响，选取合适的固化条件。研究蒙脱土对胶黏剂及其木质产品性能的影响，明确纳米复合胶黏剂实施的有效性，优化压板工艺。项目旨在制备得到具有纳米尺度的木材胶黏剂/蒙脱土纳米复合体系，探索蒙脱土改性木材胶黏剂的可行性及方式，完善纳米复合体系的相关基础及应用数据，为纳米科技在木材胶黏剂领域的应用提供理论依据。

蒙脱土是一类重要的纳米材料原料，其与木材胶黏剂复合有望改进胶黏剂的力学性能、尺寸稳定性、耐老化性、热稳定性等，从而有利于高品质多功能的木质产品制备。本研究借助XRD、FT-IR、TG、DMA等方法，研究了蒙脱土与脲醛树脂及酚醛树树的复合树脂的热性能、机械性能、固化性能、结构特征等，主要研究内容包括：蒙脱土的有机化改型及表征、有机蒙脱土/脲醛树脂纳米复合材料的制备与表征、钠基蒙脱土与豆粉对脲醛树脂性能影响研究、有机蒙脱土/酚醛树脂纳米复合材料的制备与表征、树脂胶黏剂固化行为的动态热机械性能分析等。主要得到如下结论：（1）在一定制备工艺条件下，制备得到剥离型脲醛树脂/蒙脱土复合材料，解决了木材胶黏剂与蒙脱土的相分离问题；蒙脱土的加量对树脂性能影响存在临界值，脲醛树脂的耐热性、力学强度性能均随蒙脱土加量的增加呈先增大后减小趋势；蒙脱土的添加对脲醛树脂的固化性能影响不大；作为填料时，蒙脱土对脲醛树脂强度性能的改进效果较豆粉更为明显，同时，能显著改善脲醛树脂的耐水性能。（2）在一定制备工艺条件下，制备得到剥离型酚醛树脂/蒙脱土复合材料，所有复合体系表现出相似的热性能；体系的湿状胶合强度总体大于干状胶合强度，且在树脂制备过程中添加蒙脱土所得到的复合体系表现出更好的强度性能；蒙脱土的添加对酚醛树脂的固化性能影响不大。（3）开发了一种以滤纸为液态树脂胶黏剂测试用支承材料以预测其固化行为的动态热机械分析（DMA）测试方法，该方法具有结果稳定、易分析等特点。同时，研究中，将研究对象扩展至纳米纤维素，研究了纳米纤维素对聚醋酸乙烯酯性能的影响。.该项研究结果表明，无论是用作填料还是制备剥离型纳米复合材料，用蒙脱土改性常规木材胶黏剂均是可行的，本研究为纳米科技在木材胶黏剂领域的应用提供了理论依据。.通过本项目的执行，发表相关研究论文8篇，其中SCI收录5篇，培养研究生3人。“纳米材料改性木材胶黏剂应用基础研究”项目成果获2015年度云南省自然科学奖三等奖。