不同影响因子对三聚氰胺甲醛树脂模塑料的影响_赵恒

不同影响因子对三聚氰胺甲醛树脂模塑料的影响

赵

恒1，张双保1*，刘贤淼2，刘

翔1，李文燕1

（1.北京林业大学材料科学与技术学院，北京100083；2.国际竹藤中心，北京100102）

摘

要：研究不同影响因素（竹粉比例、干燥时间、NaOH 浓度、模塑粉细度）对三聚氰胺甲醛树脂模塑料的影

响，通过测试力学性能、流动性、挥发分、模塑收缩率、耐沸水性、吸水性，得出竹粉比例为50%、干燥时间6h 、NaOH 浓度10%、模塑粉细度100目时，制得的试件性能较好。

关键词：三聚氰胺甲醛树脂模塑料；竹粉比例；干燥时间；NaOH 浓度；模塑粉细度中图分类号：TS612

文献标识码：Ａ

文章编号：2095-2953（2014）02-0047-02

Effect of Different Influential Factors on Melamine Formaldehyde

Moulding Plastic

ZHAO Heng 1,

ZHANG Shuang-bao 1*,LIU Xian-miao 2,

LIU Xiang 1,

LI Wen-yan 1

（1.School of Materials Science and Technology,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China;2.International Center for

Bamboo and Rattan,Beijing 100102,China ）

Abstract ：The effect of different influential factors (bamboo powder ratio,drying time,NaOH density,fineness of moulding powder)on melamine formaldehyde moulding materials is studied.The test of mechanical property,fluidity,volatile component,shrinking percentage,boiling water resistance and water-absorbing quality shows that the test piece can obtain good performance in the case of 50%bamboo powder ratio,6-hour drying time,10%NaOH density and 100-mesh power fineness.

Key words ：melamine formaldehyde moulding plastic;bamboo powder ratio;drying time;NaOH density;fineness of moulding powder

三聚氰胺甲醛（MF ）树脂是由三聚氰胺和甲醛在催化剂的作用下缩聚而成的，向树脂中加入纤维素、固化剂、脱模剂等进行捏合，再经干燥、粉碎、球磨及筛分即可得到模塑粉，模塑粉可经热压成型。由于生产工艺简单，制品色泽鲜艳，外观光滑，无味，具有自熄及耐电弧性、耐热、阻燃、低烟、制品尺寸稳定、电绝缘性优良和容易着色等优点［1］，广泛用于电子、电器、汽车、机械、日用器皿等行业［2－3］。通过对纤维素的改性可提高产品机械强度、透明度，对树脂进行改性可降低产品的甲醛释

放量。通过深加工使其产品系列化，达到或超过国外同类产品水平，生产多品种系列化模塑料可满足国内外市场对高档制品日益增长的需求，必将产生良好的社会效益和经济效益［4］。

竹材具有资源丰富、价格低廉、可再生、可降解等优点，我国现有竹林面积421万hm 2［5］。将竹粉与MF 树脂复合，既能减少资源浪费，又能提高复合材料的强度，实现资源综合化利用的目的。复合材料的最大特点［6］是它不仅能保持原单一组分材料的部分特性，而且还具

收稿日期：

2013－10－24基金项目：“十二五”科技支撑“竹材制浆造纸过程木质纤维素类剩余物资源化利用技术”项目（2012BAD23B0203）第一作者简介：赵

恒（1989-），男，安徽宣城人，北京林业大学材料科学与技术学院木材科学与技术学科研究生，研究方向为人造板与胶黏剂

*通讯作者：张双保（1960-），男，哈尔滨市人，北京林业大学材料科学与技术学院教授，博士生导师

第42卷第2期

林业机械与木工设备

Vo142No.22014年2月

FORESTRY MACHINERY &WOODWORKING EQUIPMENT

Feb.

2014

有原组分材料所不具备的特性,因此可以通过设计使其各组分的性能相互补充构成具有优异性能的新材料，并由此扩大其应用领域，使MF模塑料产品能够更多地融入到人们的生活中，为人们的生活提供更多的便利。

1实验准备

1.1原料及仪器设备

（1）原料：三聚氰胺甲醛树脂（吉林森工北京分公司生产），工厂废弃竹屑，NaOH（分析纯，北京化工厂生产），固化剂，脱模剂。

（2）仪器设备：干燥箱（101-2AB，天津市泰斯特仪器有限公司生产），高速药物粉碎机（wk-600A，山东青州市精诚机械有限公司生产），电子天平（BS224SA型，赛多利斯科学仪器有限公司生产），水分仪（Moc-120h，日本岛津公司生产），万能试验压机（BY302*2/15150T，苏州新协力机器制造有限公司生产），电子力学试验机（AG-IC型，日本岛津公司生产），塑料摆锤冲击试验机（ZBC1400-A型，美特斯工业系统（中国）有限公司生产），数显三用恒温水箱（HH-W600型，金坛市科析仪器有限公司生产），模具（160mm×15mm×10mm北京林业大学工学院研制），游标卡尺。

1.2三聚氰胺甲醛树脂模塑料的制备

配置5%、10%、15%浓度的NaOH溶液，用NaOH 溶液处理称量好的竹粉，2h后用清水洗净并放入干燥箱中，在70℃温度下烘干30h（不用NaOH处理的对比组则省略之前处理步骤），取出后与MF树脂混合，将湿物料在70℃下烘干6h，树脂中的水分几乎全部蒸发出去，含水率控制在2%～5%，再将干物料粉碎过筛至60～100目即得所需模塑粉。模塑粉经高温高压固化为三聚氰胺甲醛模塑料（热压温度150℃，单位压力32MPa，热压时间60s/mm）。

1.3性能测试

（1）弯曲强度：采用GB9341塑料弯曲试验方法；

（2）冲击强度：采用GB1043塑料简支梁冲击试验方法；

（3）吸水性：采用GB1034塑料吸水性试验方法；

（4）耐沸水性/流动性/模塑收缩率/流动性：按GB13454-92执行。

2实验结果与讨论

2.1竹粉比例的影响

竹粉比例对模塑料性能的影响见表1。随着竹粉比例的加大，模塑料的弯曲强度和冲击强度大幅提高，但流动性随之呈下降趋势，流动性的降低会使模塑料成型变得困难。

2.2干燥时间的影响

干燥时间对模塑粉含水率、挥发物及模塑收缩率的影响见表2，实验时用70℃干燥湿物料。干燥时间过短，含水率太高可能造成热压过程中出现鼓泡，挥发物含量也高；干燥时间过长，含水率太低会降低固化强度，也会使整个实验周期加长。

2.3NaOH浓度的影响

NaOH浓度对模塑料性能的影响见表3。NaOH能溶解木质中部分果胶、木质素和半纤维素等低分子杂质，且不改变主体纤维素的化学结构，只是使微纤旋转角减小，分子取向提高，从而提高微纤的断裂强度。处理效果主要取决于碱金属溶液的类型及溶液的浓度。

2.4模塑粉细度的影响

模塑粉细度对模塑料性能的影响见表4。模塑粉细度越小，弯曲强度越高，同时模塑收缩率和外观性能也提高；细度越大，试件密度越高，其各项性能也就越好。

表1竹粉比例对模塑料性能的影响

Table1Effect of bamboo powder ratio on the

property of moulding materials 竹粉比例/%

40

50

60

弯曲强度/MP a

52.31

66.87

72.53

冲击强度/k J/m2

1.7156

1.7532

1.9588

流动性/mm

131

122

108

表2干燥时间对模塑料性能的影响

Table2Effect of drying time on the property of

moulding materials

干燥时间/h

4

6

8

含水率/%

7.73

3.75

2.37

挥发分/%

7.1

3.5

3.3

模收缩率/%

1.05

0.83

0.71

表3NaOH浓度对模塑料性能的影响

Table3Effect of NaOH density on the property of

moulding materials

NaOH浓度/%

5

10

15

弯曲强度/MP a

60.22

66.23

68.36

70.56

耐沸水性/%

表面无糊烂、不褪色、无皱皮

表面有糊烂、不褪色、有皱皮

表面有糊烂、不褪色、有皱皮

表面有糊烂、不褪色、有皱皮

模塑收缩率/%

0.87

0.93

0.63

1.25

林业机械与木工设备

48第42卷

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