树脂在木材工业中的应用

木材作为一种可再生资源，是人类历史上使用的最古老、最原始的自然建筑材料之一。例如用于制作木制工艺品，制作建筑物的承重构件，以及制作模板、脚手架、立面和装饰等建筑辅助工程。然而，它具有在不同环境条件下可变性的缺点。当木材在没有保护的情况下放置在露天时，会经历：1）紫外线引起的光降解；2）遇水润湿、水解和膨胀；3）因染色和微生物腐烂而变色和降解。

当放置在露天时，木材的光滑表面会随着纹理上升而变得粗糙并产生小裂缝。然后裂缝变成大裂缝，颗粒可能会松动，木板可能会翘曲并从紧固件上脱落。结果，粗糙的表面变色并聚集污垢和霉菌并失去其通常的表面。此外，木材会失去其表面凝聚力，变得易碎和碎裂。这些影响都是由于光、水、热和机械力的结合造成的，这被称为风化。

风化因素

1、湿度

木材风化的主要原因之一是经常暴露在快速的湿度变化中。雨水或露水落在未受保护的木材上，通过木材表面的毛细管作用迅速被吸收，然后穿透木材的细胞壁，使木材膨胀。

2、光

由太阳紫外线引起的木材光化学降解在木材表面相对较快地发生。木材先变成黄色或褐色，然后变成灰色，这是由于距表面0.05～0.5毫米深度的木材细胞中的木质素分解所致。

3、其他因素

温度升高会加快光化学和氧化反应的速度。例如，研究人员发现，光能加速风化过程中木质素的分解，从而大大降低木材强度。吸收的水的冻结和熔化会对木材纹理造成损害。此外，风、沙和土壤等磨损或机械因素会对木材表面的破坏产生相当大的影响。使用树脂保护木材表面免受上述因素的影响并不是一个新课题。下面介绍了一些解决方案：

使用醇酸树脂和丙烯酸树脂保护木材免受真菌和昆虫的侵害

不像风化，真菌和昆虫可以完全破坏木材结构。因此，必须保护木制品免受真菌和昆虫的侵害，以防止或延缓其变质。这些保护可分为两类：化学保护和热保护。

在化学防腐中，将被归类为杀虫剂的化学防腐剂应用于木材或使用其他化学品来保护木材表面并使其不易被生物降解。防腐剂配方通常包括使用高压和真空施加在木材上的杀菌剂和杀虫剂。改性程度取决于不同木种的配方、防腐剂的用量和可调节性。在这种情况下，可以使用水性树脂和溶剂型醇酸树脂和丙烯酸树脂。

酚醛树脂

由于这些树脂具有粘合强度和高耐热性、良好的尺寸稳定性以及对水、溶剂和酸的高耐受性等特性，因此可用于广泛的应用。此外，酚醛(PF)胶水是用于粘合木制部件和面板的主要热固性胶水。

酚醛树脂是由苯酚和甲醛两种组分在酸性或碱性催化剂存在下，通过缩聚方法制成的。反应取决于催化剂类型。甲阶酚醛树脂是在甲醛摩尔比过量的碱性条件下制备的，而酚醛清漆是在苯酚摩尔比过量的酸性条件下制备的。

脲醛树脂

与酚醛树脂一样，脲醛树脂(UF)是使用脲和甲醛单体通过缩聚法制备和合成的。这些树脂在木材工业中用作粘合剂。这些胶粘剂具有价格低廉、反应活性高、透明、阻燃等特点，缺点是不耐水。

三聚氰胺甲醛树脂改性

三聚氰胺甲醛树脂是另一种通过压缩聚合法制备的树脂。在用三聚氰胺树脂对木材进行化学改性时，交联的发生主要是由于与木材的羟基发生反应。用三聚氰胺树脂进行涂层可以使木材更稳定、更坚硬，并提高防腐性能。用三聚氰胺树脂改性的木材也称为聚合物木材。这种方法的缺点是成本非常高。下图显示了一个用紫外线固化的三聚氰胺树脂涂层的木材示例。

脲醛三聚氰胺树脂

三聚氰胺甲醛(MF)树脂广泛用于制造模塑料、层压板、粘合剂、表面涂层和其他工业应用。三聚氰胺甲醛树脂比脲醛树脂具有更高的耐水侵蚀性。但是，与UF树脂相比，MF树脂价格昂贵。出于这个原因，现在通过向MF树脂中添加尿素形成三聚氰胺脲醛(MUF)树脂，使MF树脂变得更便宜。