纤维素基漆酚缩醛复合涂料的制备与性能

doi:10.3969/j.issn.0253-2417.2022.02.003

林产化学与工业 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (2): 19-24.doi: 10.3969/j.issn.0253-2417.2022.02.003

纤维素基漆酚缩醛复合涂料的制备与性能

高仁金, 王莉玮, 叶永新, 李文园, 夏建荣()

闽江学院材料与化学工程学院, 福建省中国漆新型材料工程研究中心, 福建福州 350108

收稿日期:2021-01-28 出版日期:2022-04-28 发布日期:2022-05-06
通讯作者: 夏建荣 E-mail:jrxia@mju.edu.cn
作者简介:夏建荣, 教授, 博士, 硕士生导师, 主要研究领域为天然高分子; E-mail: jrxia@mju.edu.cn
高仁金(1977-), 女, 福建平潭人, 副教授, 硕士, 主要从事天然高分子材料研究工作
基金资助:
福州市科技局项目(2020-GX-2);福建省科技厅项目(2020J01833);福建省大学生创新创业训练计划项目(S202110395030)

Preparation and Properties of Cellulose-based Urushiol Acetal Composite Coatings

Renjin GAO, Liwei WANG, Yongxin YE, Wenyuan LI, Jianrong XIA()

Materials and Chemical Engineering College, Minjiang University, Fujian Engineering and Research Center of New Chinese Lacquer Materials, Fuzhou 350108, China

Received:2021-01-28 Online:2022-04-28 Published:2022-05-06
Contact: Jianrong XIA E-mail:jrxia@mju.edu.cn

摘要/Abstract

摘要：

利用高碘酸钠氧化纤维素制备双醛纤维素(DAC)，并利用DAC和漆酚发生酚醛缩合反应制备纤维素基漆酚缩醛复合涂料。采用FT-IR、XRD、SEM对DAC性能和结构进行表征，通过FT-IR、TG、SEM等分析技术对复合涂料性能和结构进行表征，并对复合涂料常规机械性能进行了测试。研究结果表明：成功制备了DAC，随着DAC添加量的增大，复合涂料的性能有显著变化，DAC添加量20%时复合涂料的综合机械性能较好，表干时间140 min，附着力(百格刀法)4B，柔韧性3 mm，光泽度26.3%，粗糙度2.2 μm，耐酸性、耐盐性基本不变，耐碱性明显提高，热稳定性提高，漆膜内部结构更致密、更均匀。

关键词: 纤维素, 双醛纤维素, 生漆, 复合涂料

Abstract:

Dialdehyde cellulose(DAC) was prepared by the oxidation of celluose with sodium periodate. Then, the condensation reaction of DAC and urushiol was carried out to prepare the cellulose-based urushiol acetal composite coatings. The properties and structure of DAC were characterized by FT-IR, XRD and SEM, while the properties and structure of composite coatings were characterized by FT-IR, TG and SEM. The results showed that DAC was successfully prepared. The properties of the composite coatings changed significantly with the increase of DAC addition. It was found that the composite coating with 20% DAC addition had better comprehensive properties with the surface drying time of 140 min, adhesion(Baige knife method) of 4B, flexibility of 3 mm, glossiness of 26.3%, and the roughness of 2.2 μm. Notably, the acid and salt resistance of the film did not change, but the alkali resistance was improved obviously. The heat stability was improved and the inner structure of the film was denser and more uniform.

Key words: cellulose, dialdehyde cellulose, lacquer, composite coating

中图分类号:

TQ35

高仁金, 王莉玮, 叶永新, 李文园, 夏建荣. 纤维素基漆酚缩醛复合涂料的制备与性能[J]. 林产化学与工业, 2022, 42(2): 19-24.

Renjin GAO, Liwei WANG, Yongxin YE, Wenyuan LI, Jianrong XIA. Preparation and Properties of Cellulose-based Urushiol Acetal Composite Coatings[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2022, 42(2): 19-24.

图/表 11

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表2

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参考文献 15

1	甘景镐. 生漆的化学[M]. 北京: 科学出版社, 1984: 1- 2.
	GAN J H . Chemistry of Raw Lacquer[M]. Beijing: Science Press, 1984: 1- 2.
2	张飞龙. 生漆成膜的分子机理[J]. 中国生漆, 2012, 31 (1): 13- 20. doi: 10.3969/j.issn.1000-7067.2012.01.004
	ZHANG F L . Molecular mechanism of film formation of raw lacquer[J]. Chinese Lacquer, 2012, 31 (1): 13- 20. doi: 10.3969/j.issn.1000-7067.2012.01.004
3	夏建荣. 紫外光固化天然生漆及其复合体系的研究[D]. 福州: 福建师范大学, 2011.
	XIA J R. Study on UV curing natural lacquer and its composite system[D]. Fuzhou: Fujian Normal University, 2011.
4	XIA J R , LIN J H , XU Y L , et al. On the UV-induced polymeric behavior of Chinese lacquer[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2011, 3 (2): 382- 389.
5	张萌. 漆酚基快干耐老化涂膜的制备及性能研究[D]. 福州: 福建师范大学, 2016.
	ZHANG M. Study on preparation and properties of urushiol-based fast-drying and anti-aging coatings[D]. Fuzhou: Fujian Normal University, 2016.
6	陈博. 漆酚改性与纳米TiO₂复合涂料的制备及性能研究[D]. 武汉: 武汉大学, 2005.
	CHEN B. Preparation and properties of urushiol modified and nano-TiO₂ composite coatings[D]. Wuhan: Wuhan University, 2005.
7	GAO R J , WANG L W , LIN Q . Effect of hexamethylenetetramine on the property of Chinese lacquer film[J]. Progress in Organic Coatings, 2019, 133, 169- 173. doi: 10.1016/j.porgcoat.2019.04.031
8	陈钦慧, 林金火. 苯胺改性漆酚甲醛缩聚物的研究[J]. 林产化学与工业, 2002, 22 (4): 63- 66. doi: 10.3321/j.issn:0253-2417.2002.04.016
	CHEN Q H , LIN J H . Study on aniline modified urushiol-formaldehyde condensation polymer[J]. Chemistry and Industry of Forest Products, 2002, 22 (4): 63- 66. doi: 10.3321/j.issn:0253-2417.2002.04.016
9	雷凤. 纤维素基希夫碱铜(Ⅱ)配合物的制备及抗菌性能研究[D]. 西安: 陕西科技大学, 2019.
	LEI F. Preparation and antibacterial properties of cellulose Schiff base copper(Ⅱ) complexes[D]. Xi'an: Shaanxi University of Science and Technology, 2019.
10	段博, 涂虎, 张俐娜. 可持续高分子-纤维素新材料研究进展[J]. 高分子学报, 2020, 50 (1): 66- 86.
	DUAN B , TU H , ZHANG L N . Research progress of sustainable polymer-cellulose new materials[J]. Journal of Polymer Science, 2020, 50 (1): 66- 86.
11	NECHYPORCHUK O , BELGACEM M N , BRAS J . Production of cellulose nanofibrils: A review of recent advances[J]. Industrial Crops and Products, 2016, 93, 2- 25. doi: 10.1016/j.indcrop.2016.02.016
12	马小婷, 徐雁. 纳米纤维素: 多层次跨尺度无机功能体系的构筑平台[J]. 高分子学报, 2020, 20 (8): 833- 863.
	MA X T , XU Y . Nano cellulose: The platform of multi-layer and multi-scale inorganic functional system[J]. Journal of Polymer Science, 2020, 20 (8): 833- 863.
13	吕苗苗. 功能化双醛纤维素的制备与性能研究[D]. 天津: 天津大学, 2018.
	LYU M M. Study on preparation and properties of functional dialdehyde cellulose[D]. Tianjin: Tianjin University, 2018.
14	董存军, 叶佩尧, 王鹏. 双醛纤维素胶合玉米秸秆制备人造板的研究[J]. 湖北工业大学学报, 2018, 33 (4): 1- 4. doi: 10.3969/j.issn.1003-4684.2018.04.001
	DONG C J , YE P Y , WANG P . Study on the preparation of artificial board from corn stalk glued with dialdehyde cellulose[J]. Journal of the Hubei University of Technology, 2018, 33 (4): 1- 4. doi: 10.3969/j.issn.1003-4684.2018.04.001
15	TIZIANI S , SUSSICH F , CESARO A . The kinetics of periodate oxidation of carbohydrates 2.Polymeric substrate[J]. Carbohydrate Research, 2003, 338 (10): 1083- 1095. doi: 10.1016/S0008-6215(03)00082-X

DAC添加量/% DAC addition	表干时间/min surface drying time	铅笔硬度 pencil hardness	光泽度/% glossiness	粗糙度/μm roughness	附着力 adhesion force	柔韧性/mm flexibility
0	240	5H	59.8	0.2	5B	15
10	180	5H	30.8	2.2	2B	10
15	160	5H	25.7	2.7	2B	3
20	140	4H	26.3	2.2	4B	3
25	140	4H	13.5	5.8	4B	3

DAC添加量 DAC addition/%	不同介质中的浸泡情况soaking conditions in different media
DAC添加量 DAC addition/%	10% HCl	10% NaOH	10% NaCl
0	14天无变化 unchanged in 14 d	1天起泡脱落blister and shed in 1 d	14天无变化 unchanged in 14 d
10		7天细微起泡slightly blister in 7 d
15		14天无变化unchanged in 14 d
20		14天无变化unchanged in 14 d
25		14天无变化unchanged in 14 d

[1]	陈健, 吴国民, 霍淑平, 孔振武. 烯丙基改性生漆的合成及其光/氧固化特性研究[J]. 林产化学与工业, 2022, 42(2): 1-9.
[2]	陈秀强, 段喜鑫, 时君友. 钼钒同多酸催化降解纤维素制备甲酸的性能研究[J]. 林产化学与工业, 2022, 42(2): 80-86.
[3]	彭大钊, 郭婕, 贺健, 周贤武, 宋科. 葛根渣中纤维素的分离研究[J]. 林产化学与工业, 2022, 42(1): 79-86.
[4]	王颖, 马春慧, 周晋, 李梦扬, 岳金权. 纳米纤维素及其用于锂电池的研究进展[J]. 林产化学与工业, 2021, 41(6): 105-116.
[5]	卞辉洋, 扶艳荞, 陈李栋, 杨伟胜, 姚双全, 戴红旗. 疏水亲油木质纳米纤维素气凝胶的制备及表征[J]. 林产化学与工业, 2021, 41(5): 45-50.
[6]	郭晓亮, 祁思迈, 王春鹏, 王基夫, 储富祥. 松香接枝纳米纤维素增强天然橡胶复合材料的制备及性能研究[J]. 林产化学与工业, 2021, 41(5): 72-78.
[7]	马光瑞, 和铭, 杨桂花, 李伟栋, 吉兴香, 陈嘉川. 低共熔溶剂体系预处理制备纤维素纳米纤丝及其性能研究[J]. 林产化学与工业, 2021, 41(4): 69-76.
[8]	王猛, 唐丽, 高莉, 曲荣芬, 廖头根, 刘鹤. 纤维素/聚乙烯醇复合气凝胶制备及其性能研究[J]. 林产化学与工业, 2021, 41(3): 95-102.
[9]	王凌媛, 惠岚峰. 纳米纤维素疏水改性的研究进展[J]. 林产化学与工业, 2021, 41(3): 125-133.
[10]	徐开蒙, 王智辉, 史正军, 吴佳喜, 张钰禄, 杜官本. 纤维素/壳聚糖电纺纳米纤维溶剂体系研究进展[J]. 林产化学与工业, 2021, 41(2): 119-129.
[11]	朱克明, 王德超, 朱永峰, 李文斌, 郑云武, 郑志锋. 纤维素热解气催化提质制备呋喃类化合物研究[J]. 林产化学与工业, 2021, 41(1): 85-92.
[12]	梁春柳, 臧利敏, 刘鑫, 左武升, 刘启凡. 聚吡咯@二氧化锰@剑麻微晶纤维素柔性超级电容器的制备及其电化学性能研究[J]. 林产化学与工业, 2020, 40(6): 61-69.
[13]	李鑫,游婷婷,许杜鑫,李海潮,吴玉英,许凤. 新型溶剂体系下纤维素溶解机理研究进展[J]. 林产化学与工业, 2020, 40(5): 1-9.
[14]	魏琳珊,赵佳平,叶俊,王奎,蒋剑春. 固体磷酸铁催化纤维素液化制备乙酰丙酸及乙酰丙酸甲酯[J]. 林产化学与工业, 2020, 40(5): 69-74.
[15]	周慧敏,鲁杰,程意,吕艳娜,王海松. 醋酸纤维素的改性及应用研究进展[J]. 林产化学与工业, 2020, 40(4): 1-8.

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Preparation and Properties of Cellulose-based Urushiol Acetal Composite Coatings

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