全 文 ：第 ws卷 第 u期
u s s w年 v 月
林 业 科 学
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¤µqou s s w
利用 ƒ×Œ• 对苯基异氰酸酯与不同含水率
纤维素反应的研究
顾继友 高振华 李志国 李晓萍 隋淑娟
k东北林业大学材料科学与工程学院 哈尔滨 txsswsl
摘 要 } 通过 ƒ×Œ• 红外光谱对苯基异氰酸酯与醇 !水 !不同含水率纤维素反应产物的研究 o确定了产物的红外光
谱吸收峰的归属 ∀研究发现 }异氰酸酯与绝干纤维素羟基反应产物是氨基甲酸酯 o随着纤维素含水率的增加 o异氰
酸酯与纤维素的反应越来越低 o与水反应的比例越来越高 ~当纤维素含水率为 |1z{ h时 o异氰酸酯绝大部分与水反
应生成取代脲 ∀
关键词 } 苯基异氰酸酯 o纤维素 o含水率 o竞争反应 o红外光谱
中图分类号 }≥z{t1w 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusswlsu p stwu p sy
收稿日期 }ussv p sy p ux ∀
基金项目 }国家自然科学基金资助项目/异氰酸酯与木质基材料胶接机理研究kvstzszxvl0 ∀
Τηε ΦΤΙΡ Στυδψ ον τηε Ρεαχτιον οφ ΒενζψλΙσοχψανατε ανδ Χελλυλοσε
ωιτη ∆ιφφερεντ Μοιστυρε Χοντεντ
Š∏¬¼²∏ Š¤² «¨ ±«∏¤ ¬«¬ª∏² ¬÷¬¤²³¬±ª ≥∏¬≥«∏­∏¤±
kΧολλεγε οφ ΜατεριαλΣχιενχε ανδ Ενγινεερινγ oΝορτηεαστ Φορεστρψ Υνιϖερσιτψ Ηαρβινtxsswsl
Αβστραχτ } ׫¨ ³¤³¨µ¶·∏§¬¨§·«¨ µ¨¶∏¯·¶²©¥¨±½¼¯ ¬¶²¦¼¤±¤·¨ º¬·« ν2³µ²³¤±²¯ oº¤·¨µ¤±§¦¨¯¯∏¯²¶¨ º¬·«§¬©©¨µ¨±·°²¬¶·∏µ¨ ¦²±·2
±¨·k ΜΧl ¥¼ ƒ×Œ• o¬± º«¬¦«·«¨ Œ• ¥¤±§¶º¨ µ¨ ¬§¨±·¬©¬¨§q׫¨ µ¨¤¦·¬²± ³µ²§∏¦·²©¬¶²¦¼¤±¤·¨ ¤±§¦¨¯¯∏¯²¶¨ ¦¤µ¥¤°¤·¨q •¬·«
ΜΧ²©¦¨¯¯∏¯²¶¨ ¬±¦µ¨¤¶¬±ªo·«¨ µ¨¤¦·¬²±²©¬¶²¦¼¤±¤·¨¤±§¦¨¯¯∏¯²¶¨ §¨¦µ¨¤¶¨¶º«¬¯¨ ·«¨ µ¨¤¦·¬²±²©¬¶²¦¼¤±¤·¨ º¬·«º¤·¨µ¬±¦µ¨¤¶2
¶¨q • «¨ ±·«¨ ΜΧ²©¦¨¯¯∏¯²¶¨ ¬¶|1z{ h o°²¶·²©¬¶²¦¼¤±¤·¨ µ¨¤¦·¶º¬·«º¤·¨µ¤¥¶²¯∏·¨¯¼ ¤±§©²µ°¶§¬¥¨±½¼¯∏µ¨¤q
Κεψ ωορδσ} …¨ ±½¼¯ ¬¶²¦¼¤±¤·¨o≤¨¯¯ ∏¯²¶¨ o ²¬¶·∏µ¨ ¦²±·¨±·o≤²°³¨·¬·¬√¨ µ¨¤¦·¬²±oŒ• ¶³¨¦·µ²¶¦²³¼
异氰酸酯胶粘剂因具有极性和活性很高的游离异氰酸酯基 o能够胶接多种材料 o现在已被广泛地应用于
许多材料的胶接 ∀t|xt年 o⁄¨ ³³¨ 首先使用异氰酸酯制备刨花板 o美国俄勒冈州东部的 ∞¯ ¬¯±ª¶²± ∏°¥¨µ公司
于 t|zv年试制两面贴单板的 ° p ⁄Œ刨花板 ot|z|年开始正式生产k李凯夫 ot||tl ∀异氰酸酯胶粘剂应用于
木材工业的历史并不长 o前后也只有 xs多年 ∀
异氰酸酯胶接木材时 o往往是在热压 !高湿 !多水等条件下进行的 ∀在异氰酸酯与木材羟基等活性点反
应形成氨基甲酸酯 o实现对木材以化学键胶接固化的同时 o也存在异氰酸酯与水k蒸气l生成取代脲的竞争反
应k•²º¨ ¯¯ ετ αλqot|{tl ∀ •¬·°¤±kt|zyl研究认为异氰酸酯在胶接木材时 oxs h以上的异氰酸酯会形成聚脲 ∀
ƒ¤µµ¬¶¶¨¼kt|{tl利用 ƒ×Œ• 研究了异氰酸酯处理刨花的表面 o认为异氰酸酯反应产物中主要是聚脲 o氨基甲酸
酯含量较低 ∀但 ¦¤∏ª«¯¬±等kt|{tl研究异氰酸酯 ° p ⁄Œ对木材的胶接中 o没有发现氨基甲酸酯形成 ~
²«±¶等kt|{vl利用传统热压工艺压制异氰酸酯人造板的研究中 o也没有发现氨基甲酸酯 o而是产生大量的
聚脲 ∀后来 ⁄∏©©等kt||s ~t||t¤~t||t¥l利用tv ≤ ‘ • 和tx‘≤°Π „≥ ‘ • 的方法研究异氰酸酯与木材胶接固
化反应产物 o发现氨基甲酸酯只有在/特殊条件k长时间 !高温l0下固化才能形成 o而且异氰酸酯与水反应生
成的脲和聚脲仍占主导 ∀
异氰酸酯对木材的胶接固化反应很复杂 ∀本文将研究苯基异氰酸酯与不同含水率纤维素的反应规律 ∀
t 材料与方法
111 材料
苯基异氰酸酯k≤y ‹x‘≤’l oŠ≤纯 o µ¨¦®2≥¦«∏¦«¤µ§·k德国l ~正丙醇k ν2≤v ‹z ’‹l o分析纯 o沈阳市新西试剂
厂 ~环己酮k≤y ‹ts ’l o分析纯 o天津市化学试剂一厂 ~环己烷k≤y ‹tsl o分析纯 o沈阳东兴试剂厂 ~医用脱脂棉 o
吉林长春卫生材料厂 ~去离子蒸馏水 ∀
112 仪器
°²¯¼¶·¤·tutst p sx型恒温水浴 o美国 °¤µ°¨ µ公司 ~¤ª±¤Œ• xys型傅立叶红外光谱仪 o美国 ‘¬¦²¯ ·¨公司 ~
• p t型微粒球磨机 o天津市机房设备厂 ~真空系统 o实验室组装 o极限真空度 s1sy °¤~真空加热干燥机 o大
连第四仪器厂 o极限真空度 uss °¤∀
113 方法
t1v1t 苯基异氰酸酯k…Œl与水反应产物的合成与处理 研究不同反应温度k室温与 |z ε 左右l和不同摩尔
配比k…ŒΠ水的摩尔比为 tΒt1sx和 tΒu1ssl下 …Œ与水反应情况 ∀
室温下 …Œ与水反应产物的合成与处理 }该样品标记为 ˜s o…ŒΠ水的摩尔比为 tΒt1sx ~将化学计量的水溶
于溶剂环己酮中 o将定量 …Œ与之混合 o于室温下kt|1x ∗ ut1x ε l反应 x §o反应产物为大量针状结晶 ~将反应
得到的含不溶结晶物反应液冷却到 s ε 左右 o过滤得到结晶产物 o用适量的丙酮清洗 v遍后 o再于 |x ε 烘至
恒重 ∀利用 Ž…µ压片法测 ˜s的红外谱图 ∀压片时 ov种反应产物和 Ž…µ的加量和比例尽量相同 ∀
|y ∗ |{ ε 时 …Œ与水反应产物 Œ的合成与处理 }该样品标记为 ˜t o…ŒΠ水的摩尔比为 tΒt1sx ~将化学计量
的水溶于溶剂环己酮中 o将之预热到 |y ∗ |{ ε ~将定量 …ŒΠ环己酮溶液也预热到 |y ∗ |{ ε ~将二者混合 o于 |y
∗ |{ ε 油浴反应 x «k加回流l o反应后自然冷却到室温 o得到不溶的结晶沉淀物 ~冷却到 s ε 左右 o过滤得到
结晶产物 o用适量的丙酮清洗 v遍后 o再于 |x ε 烘至恒重 ∀利用 Ž…µ压片法测 ˜t的红外谱图 ∀压片时 ov种
反应产物和 Ž…µ的加量和比例尽量相同 ∀
|y ∗ |{ ε 时 …Œ与水反应产物 µ的合成与处理 }该样品标记为 ˜u o…ŒΠ水的摩尔比为 t }u1ss ∀合成与处理
方法同样品 ˜t ∀
t1v1u …Œ与正丙醇反应产物的合成与处理 该样品标记为/ ˜µ·«0 o…ŒΠ水的摩尔比为 tΒt1sx ~将化学计量的
正丙醇溶于溶剂环己烷中 o将定量 …Œ与之混合 o于室温下kt|1x ∗ ut1x ε l反应 tu «o反应产物直接作 Ž…µ液
膜红外光谱 ∀
t1v1v …Œ分别与不同含水率纤维素反应产物的合成与处理 棉花纤维是唯一的天然纯净纤维素材料 o纤维
素含量高达 |x h ∗ |z h o经过脱脂处理后 o其纯度更高k张玉忠等 ot||zl ∀为此本研究用纤维素直接利用医
用脱脂棉代替 o将脱脂棉用球磨机磨成 uss目以下的粉末 o在恒温室或烘箱中调节其绝对含水率k ΜΧl为
|1z{ h k气干l !w1{v h和 sk绝干l ∀
…Œ与 ΜΧ€ |1z{ h纤维素反应产物的合成与处理 }该样品标记为 „v f o…ŒΠ纤维素质量比k ωΠωl为 |1x ∗
|1y ~将计量的样品混合均匀后 o立即装入一端封闭的长约为 us ¦°的玻璃管kΥy ¦°ΠΥ{ ¦°l o样品稍微夯实 o
长度 ts ¦°左右 ~装样后立即将另一端用酒精喷灯烧融密封 o玻璃管内的剩余空间约 x ¦°∀然后于 |y ∗ |{ ε
烘箱内保持 vs «~取出 o冷却至室温 o取出样品 o于ktus ? ul ε !x ∗ | ®°¤的真空干燥箱中处理 ts «o脱去溶剂
环己酮和可能未反应的 …Œ∀利用 Ž…µ压片法获取 „v f的红外透射光谱 ∀压片时 o样品与 Ž…µ的取量和比例
尽量相同 ~同时作绝干纤维素kƒs f l的红外谱图以作对比 ∀
…Œ与绝干纤维素反应产物的合成与处理 }该样品标记为 „u f o…ŒΠ纤维素的质量比k ωΠωl为 |1x ∗ |1y ~
合成与处理方法同样品 „v f ∀
…Œ与 ΜΧ€ w1{v h纤维素反应产物的合成与处理 }该样品标记为 „t f o…ŒΠ纤维素的质量比k ωΠωl为 |1x
∗ |1y ~合成与处理方法同样品 „v f ∀
u 结果与讨论
木材主要成分是纤维素 !半纤维素和木素 o其组成的结构 !分布复杂 ∀不同木材中 v种主要成分的相对
结构 !含量 !分布变异性很大 o因此对于异氰酸酯与木材的胶接固化反应很复杂 o一般难以直接研究确定 ∀但
是 o通过研究异氰酸酯与木材中的主要成分纤维素的反应 o可以初步模拟和预测异氰酸酯与木材的胶接固化
反应 ∀
当异氰酸酯与含水纤维素反应 o或者实际胶接木材的反应中 o异氰酸酯与纤维素 !木材中的羟基反应生
vwt 第 u期 顾继友等 }利用 ƒ×Œ• 对苯基异氰酸酯与不同含水率纤维素反应的研究
成氨基甲酸酯的同时 o也和其中的水分反应生成脲 o其反应时如下 }
‘≤’ n ‹’ • ²²§ ‘‹ ≤
’
’ • ²²§ ktl
u ‘≤’ n ‹u ’ ‘‹ ≤
’
‘‹ n ≤’u { kul
只有异氰酸酯与木材中的羟基反应生成氨基甲酸酯 o如反应式ktl o才能实现对木材有效的化学胶接 o从
而体现异氰酸酯胶粘剂耗胶少 !强度高的特性 o因此人们希望异氰酸酯在对木材胶接时 o形成氨基甲酸酯的
量越多越好 ∀然而 o木材中总会含有一定量的水分 o而且异氰酸酯与水的反应速率比与羟基反应的要快 o因
此异氰酸酯与水的反应难以避免 o其反应式如kul ∀反应kul消耗异氰酸酯基 o不利于氨基甲酸酯的形成 o反
应ktl和kul是一对竞争反应 ∀本文主要考察相同条件下 o异氰酸酯分别与纤维素羟基和水分竞争反应的相
对变化 o对异氰酸酯对木材的胶接固化反应研究提供一定的理论依据 ∀
211 …Œ分别与水和正丙醇反应产物的分析
图 t 不同条件下苯基异氰酸酯与水反应产物的红外谱图
ƒ¬ªqt ׫¨ µ¨¶∏¯·¤±·¶ƒ×Œ• ¶³¨¦·µ∏° ²©¥¨ ±½¼¯ ¬¶²¦¼¤±¤·¨ µ¨¤¦·¨§º¬·« º¤·¨µ¬± §¬©©¨µ¨±·¦²±§¬·¬²±¶
‘‹ ≤
’
‘‹
图 u ‘o‘p二苯基取代脲
ƒ¬ªqu ‘o‘p §¬¥¨ ±½¼¯∏µ¨¤
纤维素中能与异氰酸酯反应的基团是羟基 o反应产物是氨基甲酸
酯 ∀为了能够分析和确定在与不同含水率纤维素反应时 o…Œ分别与水
和纤维素的反应情况 o本文首先研究 …Œ分别与水和结构较为简单的正
丙醇反应产物的红外光谱 ∀
图 t是不同条件下 …Œ与水反应产物的红外谱图 ∀该图揭示 …Œ和
水在 |y ∗ |{ ε 下的反应产物与室温下的反应产物结构相同 o不同
≈‘≤’ Π≈‹u ’ 摩尔比的反应产物结构也相同 ∀ …Œ与水反应产物为 ‘o‘p二苯基取代脲 o结构式如图 u所
示 ∀其特征吸收峰是 ) ‘‹伸缩振动 v vuw1|w ∗ v uzy1|{ ¦°pt o取代脲的对称结构导致偶合效应 o) ‘‹伸缩
振动峰为不对称双峰 ~) ‘‹变形弯曲和 ≤ ) ‘反对称伸缩振动为 t xxv1|| ¦°pt ~取代脲羰基 ≤ ’的伸缩
振动为 t yw|1|u ¦°pt ∀人们总结了不同异氰酸酯反应产物的红外光谱吸收峰 o其归属如表 tk山西省化工研
究所 ousst ~˜°¨ °∏µ¤ ετ αλqot|||l所列 ∀本文得到反应产物的红外谱图与前人文献一致 ∀
有文献k׫¨ °¬¶·²¦¯ ¶¨ ετ αλqot|{y ~∏§º¬ª ετ αλqot||yl指出 o异氰酸酯与水反应生成取代脲后 o能进一步
与异氰酸酯反应生成缩二脲 o尤其是反应温度较高时 o反应如下 }
‘≤’ n ‘‹ ≤
’
‘‹ ‘‹ ≤
’
‘ ≤
’
‘‹
wwt 林 业 科 学 ws卷
表 1 异氰酸酯胶粘剂中常用的红外吸收峰位
Ταβ . 1 Τηε ΙΡ βανδ ασσιγνµεντσφορ τηεισοχψανατε δεριϖαντσ
基团 Šµ²∏³
最强吸收波长
≥·µ²±ª¨¶·¤¥¶²µ³·¬²± ³²¶¬·¬²±Π¦°pt
游离 ) ’‹伸缩
≥·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²©©µ¨¨) ’‹ ªµ²∏³ v yzs ∗ v x{s
缔合 ) ’‹伸缩
≥·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²©¦²°¥¬±¨ §) ’‹ ªµ²∏³ v xxs ∗ v uvs
游离 ) ‘‹伸缩
≥·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²©©µ¨¨) ‘‹ ªµ²∏³ v w|z ∗ v wst
缔合 ) ‘‹伸缩
≥·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²©¦²°¥¬±¨ §) ‘‹ ªµ²∏³ v wst ∗ v t|x
) ‘≤’反对称伸缩
„¶¼°°¨ ·µ¬¦¶·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²© ) ‘≤’ ªµ²∏³ u uzv ∗ u uwu
酯基中的 ≤ ’伸缩
≥·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²© ≤ ’ ªµ²∏³¬± ¶¨·¨µ t zxt ∗ t ztx
取代脲中的 ≤ ’伸缩
≥·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²© ≤ ’ ªµ²∏³¬± ∏µ¨¤ t yy| ∗ t yvt
缩二脲中的 ≤ ’伸缩
≥·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²© ≤ ’ ªµ²∏³¬± ¥¬∏µ¨· t zs| ∗ t yxv
氨基甲酸酯中的 ≤ ’伸缩
≥·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²© ≤ ’ ªµ²∏³¬± ¦¤µ¥¤°¤·¨ t zv| ∗ t zss
脲基甲酸酯中的 ≤ ’伸缩
≥·µ¨·¦«¬±ª °²§¨ ²© ≤ ’ ªµ²∏³¬± ¤¯ ²¯³«¤±¤·¨ t zut ∗ t y|x
‘‹变形和 ≤ ) ‘反对称伸缩
⁄¨ ©²µ°¤·¬²± °²§¨ ²©‘‹ ªµ²∏³¤±§¶·µ¨·¦«¬±ª
°²§¨ ²© ≤ ) ‘ªµ²∏³
t xys ∗ t xus
‘‹ ≤
’
’ ≤v ‹z
图 v ‘p苯基氨基甲酸正丙酯
ƒ¬ªqv °µ²³¼¯ ‘p ¤°¬±²¦¤µ¥¤°¤·¨
但是红外谱图表明 ov种不同条件下合成
的取代脲结构基本完全相同 o在羰基峰附近kt
zxt ∗ t yvt ¦°pt l除取代脲羰基吸收峰 kt
yw|1|u¦°ptl外 o没有其它伴峰 !肩峰等 o说明
产物中k几乎l没有缩二脲k≤ ’ ot zs| ∗ t yxv
¦°ptl ∀v种条件合成取代脲的熔点都在 uws1u
∗ uwy1z ε 之间k常压l ∀
…Œ与正丙醇反应产物为 ‘p苯基氨基甲酸
正丙酯 o结构式如图 v所示 o其特征吸收峰的归
属为 }) ‘‹ 伸缩振动 v vtz1xy ¦°pt ~) ‘‹ 变
形弯曲和 ≤ ) ‘反对称伸缩振动为 t xv|1uw
¦°pt ~氨基甲酸酯羰基 ≤ ’ 的伸缩振动为 t
zs{1|x ¦°pt o如图 w ∀由于反应体系中尚存在
少量未反应的 …Œ和正丙醇 o在谱图中的 u
ux{1y{和 v wwv1ss ¦°pt处分别存在其特征吸
收峰 o其结果与表 t中的文献值一致 ∀
对比氨基甲酸酯和取代脲的红外谱图可
见 o两种反应产物在红外谱图中的显著区别在
于取代脲羰基和氨基甲酸酯羰基的吸收峰差
别 o前者的吸收峰在 t yw|1|u ¦°pt左右 o后者
在 t zs{1|x ¦°pt左右 ∀借此可以鉴别分析在
与不同含水率纤维素反应时 …Œ分别与水和纤
维素反应的产物结构和相对成分 ∀
212 …Œ与不同含水率纤维素反应产物的分析
由于纤维素的羟基含量较多 o绝干纤维素
kƒs f l在红外谱图中的 v sss ∗ v zss ¦°pt范围
内存在一个吸收强度大 !范围很宽的羟基吸收
图 w 苯基异氰酸酯分别与正丙醇和水反应产物的红外谱图对比
ƒ¬ªqw ׫¨ µ¨¶∏¯·¤±·¶ƒ×Œ• ¶³¨¦·µ∏° ²©¥¨ ±½¼¯ ¬¶²¦¼¤±¤·¨ µ¨¤¦·¨§º¬·« νp³µ²³¤±²¯ ²µº¤·¨µ
峰 o如图 x ∀由于纤维素大分子的两个末端葡萄糖残基带有不同基团 o一端有 w个自由羟基 o另一端有 v个自
由羟基和 t个半缩醛羟基k杨美华等 oussul o有时半缩醛羟基会还原成醛基 o因此在红外光谱的 t yws ∗ t yvs
xwt 第 u期 顾继友等 }利用 ƒ×Œ• 对苯基异氰酸酯与不同含水率纤维素反应的研究
¦°pt存在羰基吸收峰k张玉忠等 ot||z ~°¤±§¨¼ot|||l ∀本研究使用纤维素的羰基吸收峰在 t yvw1tw ¦°pt处峰
强度比较低 o表明羰基含量较低 ∀
图 x 纤维素以及异氰酸酯与不同含水率纤维素反应物的红外谱图
ƒ¬ªqx ׫¨ µ¨¶∏¯·¤±·¶ƒ×Œ• ¶³¨¦·µ∏° ¥¨ ±½¼¯ ¬¶²¦¼¤±¤·¨ µ¨¤¦·¨§º¬·«¦¨¯¯∏¯²¶¨ ¦²±·¤¬±¬±ª§¬©©¨µ¨±·º¤·¨µ
图 y 纤维素以及异氰酸酯与不同含水率纤维素反应物的红外谱图k局部l
ƒ¬ªqy ׫¨ ²¯¦¤¯ µ¨¶∏¯·¤±·¶ƒ×Œ• ¶³¨¦·µ∏° ²©¥¨ ±½¼¯ ¬¶²¦¼¤±¤·¨ µ¨¤¦·¨§º¬·«¦¨¯¯∏¯²¶¨ ¦²±·¤¬±¬±ª§¬©©¨µ¨±·º¤·¨µ
绝干纤维素与 …Œ反应产物的红外谱图中k„u f l o在 t y|s1wz ¦°pt左右能够观察到氨基甲酸酯的羰基吸
收峰 o由于纤维素的结构因素 o其峰位较小分子的氨基甲酸酯低 ∀纤维素的羟基峰量较高 o峰强而宽 o故在
v w|z ∗ v t|x ¦°pt附近无法区分 ) ‘‹的伸缩振动吸收峰 o但在 t xyz1xz ¦°pt能看到 ) ‘‹变形弯曲和 ≤ ) ‘
反对称伸缩振动峰 ∀有研究k•²º¨ ¯¯ ετ αλqot|{tl认为 o异氰酸酯与木材反应要在 t{x ε 以上长时间作用才能
产生明显的氨基甲酸酯 o因此在 |y ∗ |{ ε 反应 vs «的条件下产生的氨基甲酸酯量很低 ∀
异氰酸酯在与纤维素羟基反应的同时 o也存在异氰酸酯与水分的反应 o此时是一对竞争反应 ∀当异氰酸
酯与含水率为 w1{v h的纤维素反应时k„t f l o在图 x和图 y中的 t yww1v{和 v vuw1sw ¦°pt左右能分别看到
取代脲较强的羰基吸收峰和取代脲的 ) ‘‹的伸缩振动峰 o在 t y|s1wz ¦°pt左右能够看到氨基甲酸酯羰基
吸收峰 o但强度比异氰酸酯与绝干纤维素反应产物k„u f l小得多 ∀由此可见 o纤维素含水率为 w1{v h时 o苯
基异氰酸酯与纤维素反应生成氨基甲酸酯的量大大降低 o异氰酸酯主要与水反应 ∀
对于含水率为 |1z{ h的纤维素与 …Œ反应时k„v f l o在 v vuw1sw和 t xxu1us ¦°pt左右能分别看到取代脲
的 ) ‘‹的伸缩振动峰和弯曲变形峰 o在 t yww1v{ ¦°pt左右的取代脲羰基吸收峰明显的增强 o在 t y|s ¦°pt
左右的氨基甲酸酯羰基吸收峰极微弱 o只有谱图在局部放大时才能勉强看到 o如图 y ∀因此随着纤维素含水
率的增加 o…Œ与纤维素反应生成氨基甲酸酯的量大大降低 o与水分的反应明显增加 o当纤维素含水率达到
ywt 林 业 科 学 ws卷
|1z{ h时 o绝大部分异氰酸酯与纤维素中的水发生反应 ∀
异氰酸酯胶粘剂可在大含水率范围内ks ∗ vx h l实现对木材的胶接 o但含水率在 ts h ∗ ty h左右时 o胶
接的综合效果最佳k顾继友等 ot|||l ∀由本文研究结果可以预见 o异氰酸酯在胶接含水率为 ts h ∗ ty h左右
的木材时 o异氰酸酯大部分与水反应 ∀然而制造人造板的实践事实表明 o与脲醛树脂和酚醛树脂相比 o异氰
酸酯的确能够以低得多的用胶量获得相当或更好的综合性 o因此前面的事实意味着异氰酸酯对木材胶接的
贡献比想象的高得多 o或者人们尚未揭示其它一些对异氰酸酯胶接木材更有益的影响因素 ∀异氰酸酯对木
材等的胶接固化反应尚需深入研究 ∀
v 结论
通过 ƒ×Œ• 红外光谱对苯基异氰酸酯与醇 !水 !不同含水率纤维素反应产物的研究 o确定了其红外光谱吸
收峰的归属 ~苯基异氰酸酯与水反应在不同条件下的反应产物都是 ‘o‘p二苯基取代脲 ~异氰酸酯与绝干
纤维素反应产物是氨基甲酸酯 o随着纤维素含水率的增加 o异氰酸酯与纤维素的反应越来越低 o与水反应的
比例越来越高 ~当纤维素含水率为 |1z{ h时 o异氰酸酯绝大部分与水反应生成取代脲 ∀
参 考 文 献
顾继友 o高振华 o谭海彦等 q用异氰酸酯压制刨花板的工艺研究 q木材工业 ot||| otvkxl }z p ts
李凯夫 q刨花板研究最新进展 q建筑人造板 ot||t okul }x p tt
山西省化工研究所编 q聚氨酯弹性体手册 q北京 }化学工业出版社 ousst ot
杨美华 o杨东洁 q¼²¦¨¯¯ 纤维结构与性能的关系 q成都纺织高等专科学校学报 oussu ot| }ts p tu
张玉忠 o刘 洁 o高培基等 q天然纤维素超显微结构的扫描隧道显微镜研究 q生物物理学报 ot||z otv }vzx p vz|
⁄∏©© ⁄ • o ¤¦¬¨¯ Š ∞qtx‘≤°Π „≥ ‘ • ≤«¤µ¤¦·¨µ¬½¤·¬²± ²© ⁄Œp °²¯¼¬¶²¦¼¤±∏µ¤·¨ µ¨¶¬± ¶¼¶·¨°¶q ¤¦µ²°²¯ ¦¨∏¯ ¶¨ot||s ouv }vsy| p vsz|
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yxt p yx{
ƒ¤µµ¬¶¶¨¼ • qƒ¬µ¶·¤±±∏¤¯ ¬±·¨µ±¤·¬²±¤¯ ¶¼°³²¶¬∏° ²± ¤§«¨¶¬²± ¤±§¤§«¨¶¬√¨ ¶©²µ¶·µ∏¦·∏µ¤¯ °¤·¨µ¬¤¯¶q°∏¯¯°¤±o • „ ot|{t
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zwt 第 u期 顾继友等 }利用 ƒ×Œ• 对苯基异氰酸酯与不同含水率纤维素反应的研究