木材膠粘劑發展中的辯證法思想

2023-01-23 13:45:05 字數 4844 閱讀 3066

任一萍學號 jx072 專業:木材科學與技術

(中國林科院木材工業研究所北京 100091)

摘要:本文以自然辯證法的重要性質之一-----物質系統中普遍存在著的穩定性與可變性來分析木材膠粘劑發展過程中繼承與創新發展的關係,說明木材膠粘劑作為物質系統的一部分,其發展過程中的繼承與創新正是穩定性與可變性的辯證統一,是符合自然辯證法規律的。

穩定性與可變性是物質系統中普遍存在著的一對重要性質。穩定性的存在,使人們能對豐富多彩的自然界從各個角度進行考察;可變性的存在,則使自然界的演化成為可能。

木材膠粘劑作為物質系統的一部分其發展變化同樣遵循著這樣一條辯證規律。

遠在幾千年以前人類就已開始利用動物膠和植物膠粘接生活用品、生產工具或兵器。直到本世紀初,由於各類合成橡膠相繼研製成功並實行工業化,才促使那些膠合強度高、耐久性好、綜合性能優良的近代膠粘劑迅速發展。目前,膠粘劑已廣泛應用於木材加工行業,木材膠粘劑也愈來愈顯示也它與發展木材加工工業和綜合利用森林資源的緊密關係。

木材膠粘劑已成為開發人造板新品種最活躍的因素。人類使用膠粘劑的悠久歷史,正是膠粘劑作為物質系統其穩定性的體現,而近代膠粘劑迅速發展則是膠粘劑作為物質系統其可變性在發揮著作用。

近觀木材膠粘劑的持續發展可見正是可變性促使其不斷發展進步,新的膠粘劑產品不斷產生,而木材膠粘劑這種發展的持續性又呈現出一種發展變化的穩定性。

木材工業所應用的膠粘劑,強調減少對環境影響,拓寬原料資源途徑,調整原有配方,改進合成工藝,努力減少膠粘劑內易揮發,有機物含量。努力提高膠粘劑效能(耐水性能,耐久性,增加品種,以進一步開闢新的應用範疇。

眾所周知,不論國內國外,木材工業用膠粘劑,其數量都是大量。前幾年國外報道,木材工業的用膠量佔總膠粘劑生產量的60%以上。國內由於森林資源貧乏,大徑級樹木較少。

而木材工業要滿足工農業建設,及人民生活需要,只能用小徑級材來膠合,或製造人造板等方法來解決。這樣木材工業用膠量更現增加。

過去木材工業用膠粘劑的要求是:原料**要廣、成本要低。故合成樹脂膠粘劑中,也只有選擇廉價的脲醛、酚醛和三聚氰胺樹脂等為主。因為「三醛」膠相對講,價廉、***。

自90年代起,聯合國以強調各國在膠粘生產的同時,要與環境生態相協調。而「三醛」膠中甲醛的存在,是引起人體多種病的根源,如氣管炎、哮喘、皮炎,甚至接觸時間較長後,造成惡性腫瘤。因此,各國非常關注。

將「三醛」膠中游離醛含量嚴格控制。因此迫使木材工業部門,用各種方法,改進合成技術,改變樹脂綜合工藝,採用其他膠種來進行研究代替。盡量控制環境中有機揮發物含量(voc)不超過3mg/m3。

這樣符合國際標準,達到「綠色」產品要求。幾年來木材工業膠粘劑的發展也主要是在繼承原有膠的一些工藝、性質,進行改性創新,從而呈現變化發展的態勢。其發展有以下幾個方面:

1 對原有「三醛」膠的合成工藝上,進行改性,尋求新的牌號。

適合既不汙染環境,又能使木材工業生產持續發展。

(1) 縮聚時,減少甲醛單體的用量。調整甲醛與其他單體的摩爾比。盡量做到不影響膠粘劑貯存性,膠合效能。但能使膠粘劑中游離醛含量達到最低標準。

(2) 調整縮聚工藝中的程式。製造各種牌號 。做到在一定聚合度下,樹脂中游離醛含量符合標準要求。

(3) 將膠粘劑使用前,摻和大量的填充劑如果殼粉,澱粉類、廢渣屑,樹皮粉。。控制游離醛的逸出。同時又能降低膠粘劑成本。

(4) 在木製品膠壓生產處理(提高熱壓時溫度,增加熱區時間等),種膠合後期(產品的全封閉、產品膠壓後烘焙乾燥等)措施,以其膠粘劑在使用中減少游離醛逸出。勿使環境汙染。

2 自用森林資源來製造木材膠粘劑

(1)為了解決木材膠粘劑原料資源,擺脫石油化煤等市場緊張狀況。木材工業就設想利用森林資源來自身作原料。目前成功的,是以丹寧為原料來製造膠。

丹寧經過抽提後,可得到多酚,再合成即為木材用膠粘劑。

(2)木素膠粘劑 。 從木材紙漿廢液中,提取木素。再以此木素為木材膠粘劑原料。

60年代上海已獲成功。70年代初,廣州、雲南也相繼鑑定。由於鹼木素**廣,**廉,因此是一方向。

3 移植其他工業用的膠粘劑 , 稍加改進後,成為木材工業專用膠粘劑也在發展。

(1) 原來因為**昂貴而木材工業有敢採用的膠粘劑,目前因環保要求,也在陸續改進其效能,降低成本,移植於木材生產中用。如環氧樹脂用於木製品膠合,或金屬與木質材料膠合中。異氰酸酯膠粘劑更為突出。

樣資源豐富,膠粘劑成本也定為下降。

(2) 建築用無機膠粘劑。過去木材工業用得不多。近幾年一方面無機膠不揮發任何有機物。

另一方面**相對低廉。因此,木材企業就在科研單位協助下,爭取引入人造板工業中。水泥刨花板,已形成生產線,效果也不錯。

4 以多元單體縮聚制膠,改進其效能

由於木材工業膠粘劑用途範圍擴大,其要求指標也增加,如提高抗水性,改善脆性……。因此,愈來愈多採用多元單體,以取長補短,相為互補。這樣新的牌號常見的有ufm,upf、rpf等均是提高抗水性為主的。

在脲醛樹脂中,加以聚醋酸乙烯酯乳液加脲醛樹脂作為層壓木用膠常有之。酚醛樹脂乳液型,聚氨酯乳液型也有摻入其他乳液膠作混合膠用。甚至近來用橡膠型和樹脂型膠粘劑共聚或混合使用者也有。

總之,多元型單體制膠粘劑在市場上是屢見不鮮。

5 適應木材工業應用範圍的需要,功能性膠粘劑的出現也較多。

(1) 建築工程發展後,防火效能要求增多,而對防火材料的膠合,就要求防火膠粘劑。在木材工業膠粘劑中,加入少量阻燃劑,即成為新型阻燃膠粘劑。目前市場上有售。

(2) 60年代後,木材膠合中,運用高頻電熱膠合,微波工藝膠合等增加,這樣更要求膠粘劑也能配合。在木木材工業中膠粘劑中摻入部分導電體,縮短了膠合時間。成為獨特型膠粘劑出現家具工業中尚用之。

(3)80年代後,輻射固化的工藝出現,木材膠合已應用。為了縮短膠壓時間,實現生產自動化。這樣不論紫外線,遠紅外線膠合,就有膠的新品種出現。

特別在運用β-射線固化木製品膠合時,就有新的牌號。因此,配合高技術的應用,必然在木材工業生產**現新的膠粘劑產品。

6 以改性蛋白質為原料作為木材工業膠粘劑原料

(1) 解放前,植物蛋白質為原料的木材膠粘劑極普遍。國內膠合板生產,幾乎百分之百使用該膠種,後因植物蛋白質膠耐水性差。國際一直列為木材膠的三類膠。

因此 ,自60年代後一直少用,僅用在茶葉包裝箱膠合板,但國外尚有探索。2023年6 月美國對豆粉膠提高膠合質量加以報導。據稱已用其他聚合物接枝,提高了膠的而水性。

達到一類膠標準,用於室外。

(2) 生物酵母蛋白作為木材工業膠粘劑原料,可完全擺脫化工原料的緊張局面。並且製造時,具有自己培育,自己發酵,自己合成,自己使用等特點。70年代初上海用石油酵母蛋白製成木材膠粘劑,取得成功。

2023年日本也有類似資訊報導。當時,國內也曾以細菌類,噬菌體類為原料試製木材膠粘劑也有一定效果。因此,今後植物蛋白肯定是木材膠粘劑原料之一。

90年代初歐洲已有四家生物製品單位,製造生物膠粘劑**。可見,這類膠粘劑將是跨世紀產品。

(3 ) 國內曾利用酵母殘渣,葡萄糖廠的廢糖蜜或二母體為原料,直接制木材用膠粘劑。其合成工藝簡單,操作方便,無汙染。又解決其他廠的殘渣,製成膠粘劑可達到一類膠水平 。

又大大地降低了膠的成本。這也是木材膠粘劑持續發展中的新事物。

7 其他型別的木材膠粘劑也在持續發展中

木材工業目前除了木質材料自身粘合的使用範疇在擴大外,木材與金屬材料(鋁、銅箔等),木質材料與非木質材料(塑料、橡膠、皮革類等)膠合也在增多因此,木材膠粘劑的品種、型別也就呈現多樣化。

(1) 壓敏膠類利用壓敏膠或壓敏膠帶在木材工業生產中已成主要副料。人造板生產中小單板拼接,膠合板全旋切時防止單板端裂。家具、儀表木殼表面保護膜,包裝木製品,或木殼。

品種方面,除丙烯酸酯類,聚乙烯醇類等外,改性澱粉類,矽樹脂類等了居根據使用物件不同,其量日益增加。尤其家具、裝飾板、建築室內裝飾表面保護膜,增加最快。

(2) 熱熔型樹脂很早以前在家具生產,木製品生產中已大量使用熱熔型樹脂膠粘劑。目前木材工業企業中已自製熱熔膠線、熱熔膠塊、熱熔膠膜等,用於小單板橫拼拼接,榫接合,膠壓薄木單板,或塑料片與人造板膠合,家具封邊等各種工藝中。膠粘劑品種方面,除了乙烯—醋酸乙烯共聚物的多種牌號外,擴充套件到聚酯型,聚醯胺型,eea型等多種熱熔膠品種。

(3) 乳液狀樹脂膠粘劑的大量開發。木材工業中使用乳液狀膠粘劑歷史已久。如聚醋酸乙烯酯乳液類,酚醛乳液等。

而目前對聚氨酯乳液類,丙烯酸酯乳液類,氯丁乳液及丁苯乳液的膠粘劑也感興趣。推廣到不同用途中去。

(4) 接觸型膠粘劑的推廣應用。由於建築工程近日突飛猛進,裝飾材料要求大量應用,如天花板,牆體表面材料,地面材料……等均要求有木質材料配套。因此接觸型膠粘劑就大量使用。

這類膠粘劑使用方便。僅需手壓接觸,短時立刻膠合。大大地推進了建築安裝速度,縮短了施工進度,很受歡迎 。

由上述分析我們可以看出,木材工業膠粘劑發展傾向是在繼承原有膠種的同時,利用新的技術進行創新,是一種可持續發展。木材工業膠粘劑發展總的要求是:發展生產要和生態環保相協調。

要拓寬原料資源,縮短固化速度,降低成本。使其持續發展,保持發展的穩定性。國內外對原有脲醛樹脂,酚醛樹脂等常用品種,摻入新增劑,縮短固化時間,。

也有人為了降低膠粘劑成本,正利用歷史上久已不用的矽酸鈉膠粘劑,進行改性,獲得了強度高、而久性好的木材膠粘劑,應用在木製品、木包裝產品中去。需求的變化促使木材工業膠粘劑也在原有膠的基礎上不斷變化創新,即有繼承又包含發展,是穩定性與變化性的辯證統一。

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