不同橡胶单宁替代量对VTPF树脂胶合强度和甲醛释放量的影响

不同替代量VTPF树脂的胶合强度和甲醛释放量分别如图6-1和6-2所示。

图6-1　不同替代量VTPF树脂制备胶合板的胶合强度

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图6-2　不同替代量VTPF树脂制备胶合板的甲醛释放量

图6-1所示为不同替代量VTPF树脂制备胶合板的胶合强度与甲醛释放量。Control PF树脂为实验室常用配方制备的酚醛树脂，PF树脂为与改性树脂同一反应条件下制备的酚醛树脂。由图可知，常用的酚醛树脂的胶合强度最好，为1.36MPa；与改性树脂同一反应条件下制备的PF树脂的胶合强度较低，只有0.98MPa。由于Control PF树脂的反应时间较长，合成树脂的分子量较大且均匀，黏度也大于PF树脂，Control PF树脂的加成反应和缩聚反应的反应程度更为完全；PF树脂合成反应时间较短，因此经加成反应和缩聚反应形成的甲阶酚醛树脂的聚合度比Control PF树脂小。在一定范围内，聚合度大的酚醛树脂的固化时间较短。橡椀单宁改性酚醛树脂（VTPF）的胶合强度均低于PF树脂，但其胶合强度均大于0.7MPa，满足国家标准I类胶合板的相关要求。由于橡椀单宁与甲醛的反应活性低于苯酚，且本研究使用的工业级单宁的纯度较低，只有58%，其他的杂质在一定程度上影响了改性树脂的性能，使其制备的胶合板胶合强度较低。

图5-2所示为不同替代量橡椀单宁共缩聚改性酚醛树脂制备胶合板的甲醛释放量。从图中可看出，PF树脂的甲醛释放量较高，为0.66mg/L，未达到国家E0级（0.5mg/L）胶合板甲醛释放量的要求。常规配方制备的Control PF树脂与不同替代量的VTPF树脂的甲醛释放量均符合E0级胶合板甲醛释放量的相关标准。其中20%VTPF树脂的甲醛释放量为0.32mg/L，在VTPF树脂中最低。由于PF树脂相较于Control PF树脂，反应时间较短，加成反应和缩合反应进行的不够充分，导致树脂中游离甲醛含量较高；同时缩聚固化阶段邻、对位羟甲基苯酚与多羟甲基苯酚之间缩合固化过程中生成的亚甲基醚键（C-O-C）较多，亚甲基醚键不稳定，易发生断裂，产生甲醛，最终使得合成的改性树脂制备的胶合板甲醛释放量较高。在相同的反应条件下合成的VTPF，由于橡椀单宁对酚醛树脂的固化具有促进作用，在相同热压条件下制备的胶合板，VTPF树脂固化程度较高，固化后树脂剩余的亚甲基醚键（C-O-C）较少。当替代量由20%增加到40%时，VTPF树脂有较多的亚甲基醚键，最终使得VTPF树脂随着替代量的增大，甲醛释放量增加。

综上所述，橡椀单宁替代苯酚合成的VTPF树脂制备胶合板的力学性能和甲醛释放量均能满足相应的国家标准。当替代量达到40%的VTPF树脂制备胶合板的胶合强度为0.83MPa，甲醛释放量为0.40mg/L，均达到相关标准。这表明橡椀单宁能够用于部分替代苯酚制备酚醛树脂性能，但40%VTPF树脂的黏度较大，适用期较短，欲能制得综合性能优异的橡椀单宁改性酚醛树脂，还需要进一步对其研究。