乙酰化、磷酸化和磺化的纳米纤维素用于颗粒板生产中脲醛胶的改性

《Scientific Reports》：Acetylated, phosphorylated and sulfonated nanocellulose for the modification of urea-formaldehyde adhesive in particleboard production

　　

摘要

纳米纤维素（NC）的功能化研究仍不足以充分探索其对脲醛（UF）树脂性能和木质基材料的影响。通过乙酰化、磷酸化和磺化对NC进行了改性。ATR-FTIR分析结合定量方法（包括酸碱滴定、电位滴定和元素分析）证实了NC的成功改性。未经改性和经过改性的NC均影响了脲醛胶粘剂的性能：含有乙酰化NC的胶粘剂凝胶时间缩短，而含有磷酸化和磺化NC的胶粘剂粘度增加最为显著。对含有NC的脲醛胶粘剂进行的热重分析显示其稳定性有所提高，其中磷酸化NC具有最高的耐热性，而乙酰化NC仅在250°C以下的低温范围内提升了稳定性。机械测试表明，NC的加入增强了刨花板的强度。含有乙酰化NC的样品表现出最高的内部结合力，并且是所有改性样品中唯一显著提高弯曲强度和弹性模量的品种。尺寸稳定性也得到了改善：乙酰化NC在短期和长期水浸后均减少了板材的厚度膨胀，并限制了短期水浸时的吸水率。磷酸化和磺化NC同样减少了厚度膨胀，但仅限于短期水浸情况。总体而言，乙酰化改性效果最为显著，最有效地提升了脲醛胶粘剂的性能和刨花板的质量。