مطالعة رفتار حرارتی و انتشار فرم‏آلدهید رزین‌اوره‏فرم‏آلدهید اصلاح‌شده با فورفورال

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة‌ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة‏ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استاد دانشکدة علوم، دانشگاه پیام نور تهران، تهران، ایران

4 دانشیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة ‏منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

امروزه، برای تهیة چسب‏های چوب منابع کافی وجود دارد، اما کمبود منابع نفتی می‏تواند بر قیمت و دسترسی آیندة این چسب‏های بر پایة نفت تأثیر بگذارد. برای اجتناب از این روند، جست‌و‌جوی امکان جایگزینی مواد خام نفتی ضروری است. در بررسی حاضر، رفتار حرارتی رزین اوره‌فرم‏آلدهید اصلاح‌شده با فورفورال بررسی شد. برای این منظور، از گرما وزن‌سنجی (TG/DTG) استفاده شد. همچنین، برای تعیین گروه‏های عاملی موجود در چسب‏ها از طیف‏سنجی IR استفاده شد. در این بررسی، نوع چسب در سه سطح اوره‏فرم‏آلدهید صنعتی، اوره‏فرم‏آلدهید‌ـ فورفورال با 25 درصد جایگزینی و 50 درصد جایگزینی فورفورال با فرم‏آلدهید، به‌منزلة عامل متغیر در نظر گرفته شد. اندازه‏گیری انتشار فرم‌آلدهید از تخته‏خرده‏چوب‏های ساخته‌شده با این چسب‏ها نیز انجام گرفت. نتایج مطالعة حرارتی چسب‏ها نشان داد اصلاح چسب بر خواص حرارتی رزین اوره‌فرم‏آلدهید، به‌خصوص در دماهای بالاتر (محدودة 220ـ380 درجة سانتی‏گراد)، اثر بهبود‌دهنده داشت. طیف‏های به‏دست‌آمده از IR نیز نشان‏دهندة شباهت زیاد گروه‏ها و پیوند‏های موجود در چسب صنعتی و چسب اصلاح‌شده بود. اصلاح چسب با فورفورال، انتشار فرم‏آلدهید از تخته‏خرده‏چوب‏ را تا سطح E1 کاهش داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Studying Thermal Behavior and Formaldehyde Emission of Modified Urea Formaldehyde Resin by Furfural

نویسندگان [English]

  • robab ghafari 1
  • Kazem DoostHoseyni 2
  • Seyed Ahmad Mirshokraie 3
  • Ali Abdolkhani 4
1 Graduated MSc, Department of Wood and Paper Sciences and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
2 Professor, Department of Wood and Paper Sciences and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
3 Professor, Faculty of Science, Payame Nour University Tehran, I.R. Iran
4 Associate Professor, Department of Wood and Paper Sciences and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, I.R. Iran
چکیده [English]

There are adequate sources for wood adhesives, but scarcity of oil resources can affect the cost and future availability of oil based resins. For avoiding of this process, seeking for feasibility of replacement of these oil feedstocks is necessary. In present work, thermal behavior of urea formaldehyde resin modified by furfural was investigated. The thermo-gravimetry was used for this purpose, and FTIR spectroscopy also was used to determine the functional groups in adhesives. In this study, three types of resins including industrial urea formaldehyde, and urea formaldehyde furfural in 25% and 50% of formaldehyde replacement by furfural were considered as variables. The formaldehyde emission from manufactured particle-board also was measured. Results of thermal studying of adhesives indicated that resin modification had improving influence on thermal properties of resin, especially in higher temperatures (around 220-380˚C). Obtained FTIR spectrums also revealed the much similarity between groups and bonds of industrial resin and modified resins. Modification of resin by furfural reduced the formaldehyde emission of particleboard to E1 level.

کلیدواژه‌ها [English]

  • formaldehyde emission
  • Furfural
  • IR spectroscopy
  • thermal behavior
  • thermogravimetry
  • Urea formaldehyde resin
 

[1]. Prasittisopin, L., and Li, K. (2010). A new method of making particleboard with a formaldehyde-free soy-based adhesive. Composites: Part A, 41(10):1447-1453.

[2]. Jang, Y.W., Huang, J., and Li, K. (2011). A new formaldehyde-free wood adhesive from renewable materials. International Journal of Adhesion and Adhesives, 31(7):754-759.

[3]. Pizzi, A., and Mittal, K.L. (2003). Handbook of Adhesive Technology, CRC Press, New York.

[4]. Pizzi, A. (1994). Advanced Wood Adhesives Technology, CRC Press, New York.

[5]. Conner, H.A. (1996). Urea-formaldehyde adhesive resin. In: Joseph, C., Salamone, J., Clapol, D.A., and Aller M. (ed.). Encyclopedia of Polymer Material, 2:8495-500.

[6]. Siimer, K., Kaljuvee, T., Pehk, T., and Lasn, I. (2010). Thermal behavior of melamine-modified urea-formaldehyde resins. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 99(3):755-762.

[7]. Salem, M.Z.M., Bohm, M., Berankova, J., and Srba, J. (2011). Effect of some manufacturing variables on formaldehyde release from particleboard: relationship between different test methods. Building and Environment, 46(10):1946-1953.

[8]. Schneider, M.H., and Phillips, J.G. (2010). Furfural-urea resins and adhesives and their methods of production. Patent no.: US 7,781,521 B2.

[9]. Tin Win, D. (2005). Furfural Gold from Garbage. Faculty of Science and Technology, Assumption University Banykok, Thailand, 8(4): 185-190.

[10]. Roumeli, E., Papadopoulou, E., Pavlidou, E., Vourlias, G., Bikiaris, D., Paraskevopoulos, K.M., and Chrissafis, K. (2012). Synthesis, characterization and thermal analysis of urea-formaldehyde/nano SiO2 resins. Thermochimica Acta, 527:33-39.

[11]. Pan, Z., Cathcart, A., and Wang, D. (2005). Thermal and chemical treatments to improve adhesive property of rice bran. Industrial Crops and Products, 22(3):233-240.

[12]. Jiang, X., Li, C., Chi, Y., and Yan, J. (2010). TG- FTIR study on urea-formaldehyde resin residue during pyrolysis and combustion. Journal of Hazardous Materials, 173(1):205-210.

[13]. Siimer, K., Christjanson, P., Kaljuvee, T., Pehk, T., Lasn, I., and Saks, I. (2008). TG-DTA study of melamin-urea-formaldehyde resins. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 92(1):19-27.

[14]. Wang, Zh., Li, Zh., Gu, Zh., Hong, Y., and Cheng, L. (2012). Preparation, characterization and properties of starch-based wood adhesive. Carbohydrate Polymers, 88(2):699-706.

[15]. Liu, Y., and Li, K. (2007). Development and characterization of adhesives from soy protein for bonding wood. International Journal of Adhesion & Adhesives, 27(1):59-67.

[16]. JIS. Standard Test Methods for evaluation formaldehyde emission from particleboards, JIS A 5908: UDC 691.14-413:674.817, 1994.

[17]. Zorba, T., Papadopoulou, E., Hatjiissaak, A., Paraskevopoulos, K.M., and Chrissafis, K. (2008). Urea-formaldehyde resins characterized by thermal analysis and FTIR method. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 92(1): 29-33.

[18]. Pizzi, A. (1990). Furfural-enhanced formaldehyde emission from UF particleboard. Holz Roh Werkst, 48(10): 376.