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作者及机构
本研究的作者团队由Nádia T. Paiva、João M. Ferra、João Pereira、Jorge Martins、Luísa Carvalho和Fernão D. Magalhães组成，研究发表于2016年10月的《International Journal of Adhesion and Adhesives》第70卷（页码160–166）。

学术背景
本研究属于木材胶粘剂化学领域，聚焦于甲醛基树脂（formaldehyde-based resins）的改性。背景知识指出：尿素-甲醛树脂（UF树脂）因成本低、反应性高而广泛应用，但其耐水性差且会释放甲醛；三聚氰胺-甲醛树脂（MF树脂）耐水性优异但成本高昂。为平衡性能与成本，工业上常采用三聚氰胺-尿素-甲醛共聚树脂（MUF树脂），但其水稀释性（water dilution capacity）差，制约了生产效率。

研究目标是开发一种高水稀释耐受性的MUF树脂，同时保持其物理机械性能并降低甲醛释放量。核心策略是在三聚氰胺缩合反应阶段引入焦亚硫酸钠（sodium metabisulphite, MTBS），通过其磺化作用（sulfonation）阻断氨基（amino groups）以调控树脂结构。

研究流程
1. 树脂合成
- 方法：采用碱性-酸性两步法（alkaline-acid synthesis），分阶段添加甲醛、尿素、三聚氰胺及MTBS。MTBS在三聚氰胺第二次添加时加入，其质量分数分别为0%（对照）、2%、3%、6%（对应MTBS/三聚氰胺摩尔比0–0.5）。
- 表征：测定树脂黏度、pH、凝胶时间（gel time）、固含量（solid content）及水稀释能力（water dilution capacity, WDC）。通过GPC/SEC（凝胶渗透色谱/尺寸排阻色谱）分析分子量分布。

1. 胶合板制备与测试

   • 样本：每组树脂生产5块三层结构胶合板，密度650±20 kg/m³，压制时间120秒或150秒（190℃）。
     
   • 性能测试：依据欧洲标准测定内结合强度（internal bond strength, IB）、厚度膨胀率（thickness swelling）、甲醛释放量（formaldehyde emissions）及甲醛含量（formaldehyde content）。
     

2. 数据对比
   将自制树脂与三种商业MUF树脂（CR1–CR3，三聚氰胺含量8%–22%）的性能进行对比。

主要结果与逻辑链
1. MTBS对树脂性能的影响
- 水稀释能力：MTBS添加量升至6%时，WDC提升至无MTBS树脂的60倍（数据支持：存储1个月后仍保持>100%的WDC）。GPC/SEC显示MTBS抑制了高疏水聚合物的形成，促使分子量分布向中等范围转移（RV 9–20 mL）。
- 反应性：MTBS消耗游离甲醛，延长凝胶时间（树脂4比树脂1增加约10秒），但通过优化催化剂（3%硫酸铵）可补偿。

1. 胶合板性能

   • 力学性能：MTBS增加会降低内结合强度（IB），但6% MTBS树脂在150秒压制时仍满足EN 312标准（IB>0.45 N/mm²）。
     
   • 环保性：所有自制树脂的甲醛释放量均符合CARB II法规（≤5.6 mg/100g干板），显著优于商业树脂（CR1–CR3为6.5–8.1 mg/100g）。
     

2. 与商业树脂对比
   自制树脂（6% MTBS）在甲醛释放量（3.3 mg/L）和水稀释稳定性（存储期>1个月）上表现最优，尽管机械性能略逊（厚度膨胀率33.8% vs. 商业树脂15.1–21.3%）。

结论
本研究通过MTBS改性成功开发出高水稀释耐受性MUF树脂，其科学价值在于揭示了磺化反应对树脂聚合物结构的调控机制。应用价值体现在：
1. 提升工业生产效率（无需频繁更换树脂溶液）；
2. 满足严苛环保法规（如CARB II）；
3. 为低成本低甲醛木材胶粘剂提供了新配方参考。

研究亮点
1. 创新方法：首次在MUF缩合阶段引入MTBS，通过磺化阻断氨基而非传统物理混合法。
2. 性能突破：水稀释能力实现量级提升（60倍），同时保持力学性能下限。
3. 分析深度：结合GPC/SEC与工业化测试（胶合板生产），理论与应用并重。

其他价值
研究团队通过合作（Euroresinas公司及Sonae Indústria）验证了工业化可行性，且合成工艺时间（75分钟）显著短于文献报道的7–24小时，具备实际推广潜力。