UF胶粘剂对纤维板热解过程及产物转换的影响

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热解是废弃人造板高效环保回收利用的方式,人造板中所含胶粘剂是其不同于其他生物质的主要特征。本文重点研究了UF胶粘剂对MDF热解过程及产物转换的影响作用。试验采用TG-FTIR对MDF的热解性质及机理进行了分析,对气体产物成分及释放特点进行了分析,通过热解试验得到固体和液体产物,采用元素分析仪和XPS分析了固体产物,采用GC-MS分析了热解产物的性质和成分组成,最后评价了MDF热解液对两种木腐菌的抑制效果。热重分析表明,在热解初阶段,MDF质量损失速率高于木纤维,而在第二阶段则低于木纤维。MDF热降解率大于木纤维,固体残留率小于木纤维,这表明加入UF胶粘剂使得MDF的热降解量增大。MDF气体产物受UF胶粘剂影响,含N气体基本上在热解第二阶段生成,HNCO生成量很大,NH3的生成量受影响不大。MDF与木纤维的CO和CO2生成大致趋势相同,只是在量上有微小差别。与常规生物质热解产物相比,氮元素在MDF热解固体产物中残留含量较高,可能是由于UF胶粘剂与木材反应生成了更稳定的结构。含氮化合物在MDF中的存在形式为伯胺和酰胺结构,相对含量分别为4.28%和1.07%;热解后主要以环状的吡啶和吡咯各分子结构固定在炭中,相对含量分别为6.65%和7.45%。UF胶粘剂使得MDF炭化固体产物的特性不同于常规生物炭,其含N量高且碱性较强,有潜力用于加工针对酸性气体和液体污染物的活性炭。GC-MS分析显示MDF热解液相比常规生物质热解液含有较多的含N成分,可分为酰胺类和环状结构,其他主要成分类型如酸、酚、醇和酮等与木纤维热解液差别不大。抑菌结果显示,MDF热解液具有明显的抑菌效果,对于两种菌抑制效果好于木醋液和竹醋液,对白腐菌的抑制效果好于褐腐菌。MDF热解液具有良好的抑菌效果,具有较高的研究开发价值。
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