山楂核粉用作脲醛胶添加剂的研究

技术开发山楂核粉用作脲醛胶添加剂的研究孙丰文,王宇红,陈英(南京林业大学竹材工程研究中心,南京210037)摘要:山楂核是山楂果品加工产 生的废弃物,将它碎成200目以上的粉末后可作为脲醛树脂胶粘剂的填料使用。试验研究表明:山楂核粉在脲醛胶中的分散稳定性比面粉差,单独使用时胶合板板坯的预压性能不理想,与面粉混合使用可以满足预压工艺要求;山楂核粉可以显著地提高脲醛胶的胶合强度,当添加量为胶液10% ~ 15%时，胶合板胶合强度提高幅度最大;山楂核粉具有降低脲醛胶胶合板甲醛释放量的作用,且其作用效果优于面粉。关键词:山楂核;添加剂;脲醛胶;胶合板Study on the Powder of Hawthorn Kernel used for Additive of UF Glue // SUN Feng wen, WANG Yu-hong,CHEN YingAbstract:Hawthorm Kemel is the waste of hawthom fruit processing. It can be used for the additive of UF glue afer beingcrushed into powder over 200 mesh. The test results prove that the dispersion stabilitie of hawthom kernel powder is worsethan that of wheat powder in UF glue; the cold-press efe of plywood mat is not perfect a the hawthom kemel powderused singly for additive of UF glue. ; and it can meet the requirement of pre-press while blending wheat powder into haw-thom kermnel powder ; hawthorm kermel powder can markedly enhance the bonding strength of plywood by UF glue; when theaditive dosage of hawthom kemel powder reaching about ten to fteen percent by mass of UF glue , the bonding strength ofplywood is biggest; the hawthom kemel powder plays a better role of reducing the release of free formaldehyde of plywoodthan that of wheat powder.ey words: Hawthomn kemel; Additive; UF glue ; PlywoodAuthor 's address: Bamboo Engineering Research Center , Nanjing Forestry University , 210037 Nanjing, China脲醛树脂胶粘剂具有原料易得、生产工艺简单、种,我国有17种2个变种。山楂是我国重点发展的贮存稳定使用方便价格低廉等优点,因而广泛用作经济林树种之一,遍布全国25个省、市、自治区,上世室内人造板如中密度纤维板.刨花板、细木工板和胶纪80年代后期发展迅猛,并逐步形成了东北京津、合板的胶粘剂,其用量约占所有木材胶粘剂的3/4,辽冀、太行山区、山东五大山楂产区,种植面积约我国每年仅室内胶合板的脲醛胶用量就达到200万t35.3万hm2，年产山楂果40多万吨回]。山楂果是我以上“。胶合板用脲醛胶在涂胶前一般需要加人某国传统药用和食用果品，果品加工过程中,大量的山些填料,以提高胶粘剂的初粘度、防止胶液过分渗透、楂 核成为废弃物,因而山楂核的应用技术研究引起学改善工艺性和预压性能,同时填料还可以起到填充胶者的关注。文献资料显示,有关山楂核利用方面的研粘剂缩水固化产生的微小空隙减小固化应力、提高究主要集中在以下几个方面:山楂核成分分析[6-8]，胶合强度的作用。国外普遍采用椰壳粉、树皮粉、矿山楂核馏油的制备工艺、馏油成分分析及用途[9.0]，物粉、大豆粉等作为脲醛胶的添加剂，而国内主要采山楂核内含功能成分制取及功效1.12],山楂核制备用面粉少量的木粉或轻质碳酸钙等矿物成分,国内粒状活性炭的研究等13,14)。每年需要工业面粉30万↑左右[2.3]。近几年来,国内本文以山楂核为原料,通过粉碎后用作脲醛树脂外开始研究具有甲醛捕捉能力、提高耐水性的功能性胶粘剂的添加剂，重点探索山楂核粉对脲醛胶的胶合填料4[452) ,但由于成本较高,使用还不普遍。山楂属性能与制品甲醛释放量的影响,这方面的研究国内尚植物属于蔷薇科,分布于北温带,世界共有1000余属首次。收稿日期:2008-06-03修回日期:2008-07-28中国煤化工基金项目:山东省科技计划发展项目“花生壳替代苯酚制备环保型胶1.1粘剂技术研究" (编号200663206011)。1.1.1IYHCNMHG第一作者简介:孙丰文(1967-),男.副研究员,博士,主要从事木竹塑复合材料与木材胶粘剂技术研究。E-mail:Sunfw2188@ Sohu. com采用杨木旋切单板,厚度为2 mm,含水率为8%林业科技开发2008 年第22卷第6期.77技术开发~12%。表明:山楂核粉在胶粘剂静置30min时明显出现沉1.1.2山楂核粉淀,而面粉在胶粘剂静置60min后尚无沉淀迹象,加山东临朐果品加工厂废弃山楂核,经浸泡、冲洗人面粉与山楂核粉混合物的胶粘剂在静置30min时去除残留果肉，干燥后用木粉机粉碎至200目以上。有轻微沉淀静置60min后有明显沉淀。1.1.3化学试剂2.2 山楂核粉对胶液粘度和板坯预压性能的影响尿素(工业级),甲醛(分析纯),氯化铵(分析等量称取脲醛胶3份,其中分别加人10%的山纯) ,烧碱(分析纯)。楂核粉、10%的面粉、10%的面粉与山楂核粉的混合1.2 试验方法物(面粉与山楂核粉的质量比为3:7) ,搅拌均匀后用1.2.1脲醛树 脂胶粘剂的制备涂-4杯检测其粘度。之后分别加入1%的氯化铵固称取1 500 g甲醛加入反应釜中,在30C水浴下化剂并搅拌均匀,按300g/m2的涂胶量分别涂胶并用30%的NaOH溶液调pH值为7.8~8.0,将水浴组坯制成3层胶合板,在1.0 MPa的单位压力下冷压温度加热到40C,加人第1批尿素500g,在30~30min,观察板坯的预压性能。结果显示:脲醛胶加40min内将水浴温度从409C升到92C,此时pH值不人面粉后粘度由原来的43s提高到67s,板坯预压效低于6.0。在929C下保温45 min后加入第2批尿素果良好;加人山楂核粉的粘度增加最大为108s,但板208g继续反应35min,此时pH值不低于5.5,降温坯预压性能最差;加人面粉与山楂核粉混合物的粘度至889C,用20%的NH,Cl溶液调pH值到5.0,在.为81 s,其板坯预压效果较好,可以满足生产要求。92C进行第2次缩聚反应至终点(每隔2 min测1次2.3 山楂核粉添加量对胶合强度的影响.粘度,直到胶液在409的水中呈云雾状散开,反应终等量称取7份脲醛胶,其中1份不加任何填料、1点达到)。用30%的NaOH溶液调pH值到7.0,迅份加10%的面粉、其余5份分别添加5%、10%、速冷却至70C,加人第3批尿素111.5g,搅拌2015%、20% .25%的山楂核粉,搅拌均匀,并分别加入min后,冷却至45C后出釜。1%的氯化铵固化剂搅拌均匀,压制7组3层胶合板。胶粘剂主要性能指标如下:pH值:8.0,固体含技术参数均为:涂胶量300 g/m2、预压时间30 min、单量:48.3%,粘度:45s(涂-4杯,25C),游离甲醛含位压力:1.0 MPa、热压温度110、热压时间5 min。量:0.3%,固化时间:100s。按I类胶合板检测胶合强度,检测结果表明:加入面1.2.2胶合板制备粉的胶合强度为0.60 MPa,其他数据如图1所示。称取一定量的脲醛胶加入规定量的添加剂和0.95[).901%的氯化铵固化剂,搅拌均匀后用于单板涂胶。胶0.85量0.80合板层数均为3层,胶合板热压工艺均为:单位压力包0.751.0 MPa热压温度110C、热压时间5 min。明0.70智0.65 t1.2.3性能检测0.600.55胶合强度依据GB/T 17657-1999 《人造板及饰0, 50面人造板理化性能试验方法》中I类胶合板的规定山植核粉添加量/%进行。图1 山楂核粉添加对胶合强度的影响甲醛释放量依据GB/T 17657-1999《人造板及数据显示，脲醛胶中加入山楂核粉可以显著地提饰面人造板理化性能试验方法》中干燥器法的规定高胶合板的胶合强度,山楂核粉最合适的添加量为10%~15%。粘度测试方法:涂4杯,25C下室温测定。山楂核的纤维素和半纤维索含量较高[5],粉碎2结果与分析至200目以上的山楂核粉末具有较好的填充作用,能2.1山楂核粉 与脲醛胶的混合性能够减小结合界面间的应力,提高胶合强度。并且山楂等量称取脲醛胶3份,其中分别加入10%的山生,能显著提高其湿胶合TH中国煤化工量的环类物质,在高物(面粉与山楂核粉的质量比为3:7) ,搅拌均匀后静温T. CN MH G较高，从而提高了胶置,观察各种添加物在脲醛胶中的悬浮稳定性。结果合板的胶合强度。78林业科技开发2008 年第22卷第6期.技术开发2.4山楂核粉对胶合板 甲醛释放量的影响混以改善胶粘剂的预压性能。等量称取脲醛胶3份,其中1份不加任何填料、其余2份分别加入10%的山楂核粉、10%的面粉,搅参考文献拌均匀后分别加入1%的氯化铵固化剂,搅拌均匀后[1]顾继友.我国木材工业用胶粘剂与胶接技术现状与展望[].木材工业,2006 ,20(2) :66-68.用于涂胶。压制3组3层胶合板。技术参数均为:涂[2]沈佳.胶粘剂中的淀粉与添加剂[J].上海包装,2005(3):34-35.胶量300 g/m2、预压时间30 min、单位压力:1.0 MPa、[3]于文吉.木材胶粘剂用添加剂技术发展及市场趋势[J].木材工热压温度110C、热压时间5 min。采用干燥器法检业1998,12(1):29-31.测胶合板的甲醛释放量,得出未加填料加面粉、加山[4]沈哲红,冯家浩,孙丰文DDS改善胶合板用低摩尔比UF胶的预楂核粉制取的胶合板的甲醛释放量分别为:压性能[J]. 2003 ,17(4):12-14.[S]杨桂娣,林巧佳,刘景洪纳米sion改性睬醛树脂的研究[].木材10. 61 mg/L、7. 01 mg/L.6. 08 mg/L。工业,2004,18(3):7-9.山楂核粉末良好的甲醛消除效果可能是由于山[6]赵玉平.山楂综合利用与开发研究[D].天津:天津科技大学，楂核中含有大量有机酸和酚类物质,能够与脲醛树脂2003:1-17.中的甲醛发生反应,进而消除甲醛，降低胶合板中的[7]王雪松,李庆明,李艳梅,等山楂核化学成分研究[J].中国中药:杂志1999 ,24(12) :739 -740.甲醛释放量。[8]杨晓彤，程乐乐,糜可,等.山楂核中熊果酸含量的HPLC测定3结论[J].上海中医药大学学报,2001 ,15(1)53-55.(1)山楂核粉在脲醛胶中的分散稳定性比面粉[9]叶磊.山楂核干馏油抑菌及杀菌作用的研究[].北京联合大学差,单独使用时胶合板板坯的预压性能不理想,与面学报:自然科学版2003 ,17(3) :48-51.[10]黄荣清,熊景峰,史建栋,等.山植核馏油的气相色谱-质谱研究粉混合使用可以满足预压工艺要求。[J].中药材,1998 ,21(1) :25-26.(2)山楂核粉可以显著地提高脲醛胶的胶合强[11]李长青,吴伟,佟颖山楂核提取物杀菌效果及影响因素[J].中度,当添加量为胶液10% ~15%时,胶合板胶合强度国消毒学杂志,207 ,24(1) :50-52.[12]顾军,庄桂东山楂核黄酮的提取及其调血脂保健功能的研究提高幅度最大。{J].食品研究与开发,2003 ,24(5) :83- 84.(3)山楂核粉具有降低脲醛胶胶合板甲醛释放[13]段书德,次力杰山楂核制备粒状活性炭的研究[].林产化工通量的作用,且其作用效果优于面粉。讯,2003 ,37(6) :29-31.建议对山楂核粉末细度对其在胶粘剂中的分散[14]李颖,黄正宏,康飞字.山楂核渣制备活性炭的研究[J].炭素技性及其对胶合强度和甲醛释放量的影响进行更深人术,2004,23(6):59.的研究,并进- -步 探索山楂核粉与其他增粘性填料共[15]杜斌山楂核综合利用试验研究[J]中国野生植物,1989<(4):7-10.(责任编辑葛华忠)江西九江县石门林场供应林木种苗种子(元/500g),大可优惠5% ~20%:湿地松50马尾松22紅豆杉50五角枫18元宝枫25无患籽16重阳木30落羽杉30水杉80池杉6柳杉25檫木30喜树8蓝果28青栩12泡桐40概香60木荷25合欢20栾树16国槐30桤木35概杨8酸枣8桉树40毛竹160雪松200金钱松80罗汉松20桂花20红枫80鸡爪械40马褂木30四照花28爬山虎60大叶樟20红楠30天竺桂25紫楠25石楠40蓝果25杜英25灯台树18竹柏18紫藤20黄栌30日本樱花35大叶女贞6红果冬青25紅叶乌桕30红花木莲100乐昌含笑180单性木兰300黄连木20光皮树30麻疯树20香椿12杜仲25白/紫玉兰35银杏18乌桕8棠梨40虎杖22青钱柳60凹叶厚朴80胡枝籽10马棘15金合欢30富贵籽40盐肤木30紫薇28紫荆50小叶女贞18多花木兰40珙栩30檀香150蚊母80榉树100银鹊50等1年生苗木价格(元/株) ,另可供应以下品种胸径2 ~ 10 cm的大规格苗木:红豆杉0.50马褂木0.50白玉兰0.60罗汉松0.50湿地松0.20黄连木0.60光皮树0.50马尾松0.08山茶花1.50 .红枫1.20鸡爪城1.00无患籽0.50重阳木0.20水杉0.15杉木0.08桂花0.50香樟0.25石楠0.45珙桐2.50枫香0.18木荷0.25杜英0.40杜仲0.25灯台0.50竹柏1.00连香1.50榉树1 20毛什0.20酸束0.25香椿0.20紫薇0.30桤木0.20大叶女贞0.20红花木莲1. 20凹叶厚朴0.50中国煤化工联系单位:江西省九江县石门林场(庐山东路72号)邮编:33CHCNMHG联系人:黄刚联系电话:0792 -6817968手机:1397021004林业科技开发2008 年第22卷第6期79