ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ NGUYÊN LIỆU VÀ THỜI GIAN PHẢN ỨNG ĐẾN TÍNH CHẤT NHỰA PHENOL UREA FORMALDEHYDE (PUF) PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP
DOI:
https://doi.org/10.70169/VJFS.1347Từ khóa:
Độ nhớt, nhựa PUF phân tử lượng thấp, phổ FTIR, thời gian trùng ngưng, tỉ lệ mol U/PTóm tắt
Nghiên cứu này tiến hành tổng hợp và đánh giá đặc tính của nhựa phenol formaldehyde (PF) phân tử lượng thấp được biến tính urea ứng dụng trong công nghệ ngâm tẩm biến tính gỗ. Ảnh hưởng của hai thông số công nghệ then chốt bao gồm tỉ lệ mol urea/phenol (U/P) và thời gian phản ứng trùng ngưng đã được xác định thông qua các đặc tính hoá lý của nhựa. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tại tỉ lệ mol U/P = 0,3 và thời gian phản ứng trùng ngưng 90 phút đảm bảo nhựa phenol urea formaldehyde (PUF) đạt được sự cân bằng và ổn định về hàm lượng khô, thời gian gel hoá và độ nhớt của dung dịch. Ngoài ra, phân tích phổ FTIR của nhựa PUF xác nhận phản ứng đồng ngưng tụ đã diễn ra, đồng thời bảo toàn cấu trúc khung phenolic. Những kết quả này cho thấy nhựa PUF phân tử lượng thấp được tổng hợp là lựa chọn thay thế tiềm năng cho nhựa PF trong quá trình biến tính gỗ. Việc sử dụng hệ nhựa này có thể góp phần giảm chi phí nguyên liệu, giảm phát thải formaldehyde và mở ra khả năng phát triển các vật liệu gỗ biến tính có chất lượng cao.
Tài liệu tham khảo
Adawiah, M. R. a., Zaidon, A., Izreen, F. N., Bakar, E., Hamami, S. M., Paridah, M. 2012. Addition of urea as formaldehyde scavenger for low molecular weight phenol formaldehyde-treated compreg wood. Journal of Tropical Forest Science, 348-357.
2. Christjanson, P., Pehk, T., Paju, J., 2010. Structure and curing mechanism of resol phenol-formaldehyde prepolymer resins. Proceedings of the Est,onian Academy of Sciences, 59(3), 225.
3. Erzen, B., Karataş, M., Deniz, Ş., Aydoğmuş, E., 2024. Advances in synthesis, characterization, and industrial applications of phenol formaldehyde resins. International Journal of Advanced Natural Sciences and Engineering Researches, 8(4), 26-34.
4. Fan, D., Chu, F., Qin, T., Li, J., 2011. Effect of synthesis conditions on the structure and curing characteristics of high-urea content PUF resin. The Journal of Adhesion, 87(12), 1191-1203. DOI: 10.1080/00218464.2011.628871
5. Fan, D., Li, J., Chang, J., Gou, J., Jiang, J., 2009. Chemical structure and curing behavior of phenol–urea–formaldehyde cocondensed resins of high urea content. Journal of Adhesion Science and Technology, 23(13-14), 1787–1797. DOI: 10.1163/016942409X12489445844516
6. Grinins, J., Biziks, V., Rizikovs, J., Irbe, I., Militz, H., 2021. Evaluation of water related properties of birch wood products modified with different molecular weight phenol-formaldehyde oligomers. Holzforschung, 75(10), 908–916.
7. Hu, X., Zhao, Y., Cheng, W., Wang, D., Nie, W. 2014. Synthesis and characterization of phenol‐urea‐formaldehyde foaming resin used to block air leakage in mining. Polymer Composites, 35(10), 2056–2066. DOI: 10.1002/pc.22867
8. Huang, Y., Fei, B., Zhao, R. 2014. Investigation of low-molecular weight phenol formaldehyde distribution in tracheid cell walls of Chinese fir wood. BioResources, 9(3), 4150–4158.
9. Kim, M. G., Watt, C., Davis, C. R. 1996. Effects of urea addition to phenol-formaldehyde resin binders for oriented strandboard. Journal of Wood Chemistry and Technology, 16(1), 21–34. DOI: 10.1080/02773819608545780
10. Kupfernagel, C., Rahman, M., Cresswell, R., Spear, M. J., Pitman, A., Brown, S. P., Ormondroyd, G. A. 2025. Investigating cell wall diffusion in wood modified with Phenol Urea Formaldehyde Resin in different length scales. Biomacromolecules, 26(2), 900–913. DOI: 10.1021/acs.biomac.4c01168
11. Li, C., Zhang, J., Yi, Z., Yang, H., Zhao, B., Zhang, W., Li, J. 2016. Preparation and characterization of a novel environmentally friendly phenol–formaldehyde adhesive modified with tannin and urea. International Journal of Adhesion and Adhesives, 66, 26–32. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2015.12.004
12. Schmidt, K., Grunwald, D., Pasch, H. 2006. Preparation of phenol–urea–formaldehyde copolymer adhesives under heterogeneous catalysis. Journal of Applied Polymer Science, 102(3), 2946–2952. DOI: DOI: 10.1002/app.24441
13. Stefanowski, B., Spear, M., Pitman, A. 2018. Review of the use of PF and related resins for modification of solid wood. In Timber, 165–179.
14. Xiong, G., Hong, L., Ju, Z., Lu, X., Jin, J., 2023. Curing process of phenol formaldehyde resin for plywood under vacuum conditions. Journal of Renewable Materials, 11(9), 3447–3461. DOI: 10.32604/jrm.2023.027430
15. Xu, X., 2020. Wood modification with resin impregnation technology for value-added services. SVOA Mater. Sci. Technol, 2, 9–21.
16. Yelle, D. J., Ralph, J., 2016. Characterizing phenol–formaldehyde adhesive cure chemistry within the wood cell wall. International Journal of Adhesion and Adhesives, 70, 26–36. DOI: 10.1016/j.ijadhadh.2016.05.002
