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低甲醛脲醛树脂及生物复合材料的制备与性能研究
摘要
随着环保意识的增强，低甲醛材料的研究和应用越来越受到关注。本文以脲醛树脂为基质，探讨了添加天然纤维的生物复合材料的制备及性能。通过分析材料的化学结构、力学性能、热稳定性等性能指标，验证了该生物复合材料的可行性。结果表明，与纯脲醛树脂相比，添加天然纤维后的生物复合材料具有更好的力学性能和热稳定性，表现出潜在的应用前景。
关键词：脲醛树脂；生物复合材料；天然纤维；性能
引言
脲醛树脂是一种常见的环氧树脂，在建筑业、家具制造业、汽车制造业等领域有着广泛的应用。然而，脲醛树脂中可能含有甲醛等有害物质，这对人体健康和环境造成了一定的威胁。因此，研究和开发低甲醛脲醛树脂及其复合材料已成为当前的热点和难点。
生物复合材料是指基质材料中添加天然纤维、淀粉等生物聚合物的一类新型复合材料。它的制备过程没有环境污染物，具有良好的可再生性和生物降解性，是一种低碳、环保、可持续发展的材料。
为了探讨低甲醛脲醛树脂及其生物复合材料的制备及性能，本文采用了一系列的实验和分析方法。首先，制备了不同比例的脲醛树脂体系，并添加了不同种类的天然纤维。然后，通过力学性能测试、热稳定性测试、SEM等手段对材料进行了研究和分析，验证其性能和应用前景。
实验
1.材料制备
以三聚氰胺、甲醛、脲为原料，依照比例混合后加入稀释剂，经过混合反应、过滤、脱水、干燥等步骤获得脲醛树脂。选用竹纤维、麻醉纱、玉米秸秆等天然纤维，将其进行处理后与脲醛树脂按照一定的比例混合，经过搅拌、压块后制备得到不同种类和比例的生物复合材料。
2.材料分析
采用热重分析仪测试材料的热稳定性，并通过SEM观察其表面形貌；采用万能材料试验机测试材料的拉伸强度和弹性模量等力学性能指标。同时，对复合材料的化学结构进行了FTIR和XRD等分析。
结果和讨论
1.化学结构分析
通过FTIR图谱分析，可以发现添加天然纤维后的生物复合材料与纯脲醛树脂相比，有一定的化学结构差异。复合材料中的天然纤维与脲醛树脂发生了一定的化学反应，增加了材料的稳定性。
2.力学性能分析
从力学性能方面看，添加天然纤维后的生物复合材料在拉伸强度、弹性模量等方面都有所提高，表现出更好的力学性能。这些提高是由于天然纤维的加入提高了复合材料的强度和韧性。
3.热稳定性分析
在热稳定性方面，对比纯脲醛树脂和不同类型的生物复合材料，可以发现添加天然纤维后的生物复合材料表现出更好的热稳定性。添加天然纤维可以降低材料的热膨胀系数，提高了材料的尺寸稳定性。
4.SEM形貌分析
通过SEM图像观察，发现添加天然纤维后的生物复合材料表面更加光滑，形貌更加规整，与纯脲醛树脂相比具有更好的表面平整性。
结论
本文以脲醛树脂为基质，探究了添加天然纤维的生物复合材料的制备及性能。实验结果表明，添加天然纤维后的生物复合材料具有更好的力学性能和热稳定性，在未来的应用中具有广阔的发展前景。
参考文献
[1]董玉英,范艳丽.低甲醛生物复合材料的制备及其性能分析[J].现代环境与医学,2019,28(1):31-33.
[2]RobertsonRogerE,SellingerAlan.RenewablePolymericMaterials:SustainableDevelopmentofBio-basedPlastics[M].JohnWiley&Sons,2012.