¿Qué es la goma tanina?
Una breve historia
En 1918, J.P. McCoy propuso la idea de que el tanino es un componente de los condensados fenólicos. De 1932 a 1942, G.J. Morgan y R. Philips desarrollaron sucesivamente varios materiales de modelado que contenían tanino. En 1950, L.K. Dalton trató el tanino de barba negra y el tanino de eucalipto con sulfito para reducir la viscosidad, y la resina resultante fue superior a la resina de urea-formaldehído. En 1957, Ploom K.F. Plomley y Hillis utilizaron tanino de acacia negra y tanino de corteza roja para fabricar adhesivos para madera contrachapada de exterior. En 1961, A.B. Anderson y otros desarrollaron un adhesivo de taninos de corteza de pino para tableros de partículas. En 1971, Boxes & Shooks Ltd. obtuvo los derechos de patente para el pegamento de tanino de acacia negra y comenzó a utilizarlo en la producción de tableros de partículas. Desde 1975, H.M. Saayman y A.Pizzi han estudiado sucesivamente los problemas de calidad de la goma tanina, han propuesto muchos planes de mejora y han logrado grandes logros en la promoción y aplicación de la goma tanina.
Antes de 1949, en China, Xu Biao y otros utilizaban tanino de agalla para fabricar materiales termoplásticos. Durante 1976, una fábrica de madera en Hunan intentó utilizar tanino de raíz roja como relleno para resina de urea-formaldehído, un acelerador de curado para resina fenólica y un agente de apresto húmedo para tableros de fibra. Desde 65438 hasta 0977, Zhang Yingbo y otros desarrollaron adhesivos de tanino de alerce y realizaron experimentos sobre la producción y aplicación de tableros de partículas, y lograron buenos resultados.
En las décadas de 1970 y 1980, la goma tanina, especialmente la goma tanina de acacia negra, logró grandes logros en la sustitución de la goma fenólica. En Sudáfrica, la goma de tanino de acacia negra se ha utilizado en la producción de madera contrachapada marina, tableros de partículas para exteriores, cartón corrugado y madera unida. Australia, Nueva Zelanda, Finlandia, Brasil, India, Malasia, etc. El pegamento de tanino también se usa ampliamente como pegamento para carpintería.
Natural
La goma tanina utiliza como materia prima principal goma tanina que contiene taninos condensados. Los taninos condensados se dividen químicamente en tipo resorcinol (como los taninos de barba negra y 6745 lignanos) y tipo floroglucinol (como los taninos de alerce) (ver figura). Los taninos condensados se forman por la condensación de flavonoides. Los flavonoides incluyen flavan-3-oles, flavan-3,4-dioles e hidroxiestilbeno. Los dos núcleos aromáticos están conectados por una cadena de carbonos lineal. La cadena lineal de la molécula de flavanol tiene tres carbonos (tipo C6 C3 C6). La cadena lineal del hidroxiestilbeno tiene dos carbonos (tipo C6 C2 C6). Los principales flavonoides de los taninos de acacia negra son (-)-fisetina y (-)-acacia. Los taninos de acacia negra son taninos con diferentes grados de polimerización formados por la condensación de estos compuestos. El peso molecular es superior a 600 y el peso molecular promedio es 1250.
Cuando el tanino reacciona con el formaldehído, se une al grupo reactivo (4,6 o 4,8) del anillo A a través del puente metileno (—CH2—) para formar un polímero. Principios básicos de elaboración del pegamento.
Las propiedades físicas y químicas de la goma tanino incluyen las siguientes:
Viscosidad
Depende del contenido de sólidos de la goma tanino, el contenido de goma del polímero En la goma tanino, la goma cambia con la temperatura y el pH. La principal desventaja de la goma tanina es su alta viscosidad, que afecta el encolado. Se puede mejorar mediante tratamiento químico, reduciendo el contenido de sólidos del pegamento o añadiendo resina de baja viscosidad.
Tiempo de gel
La reactividad de los diferentes taninos varía mucho a diferentes valores de pH. Los tiempos de gelificación de los taninos de acacia negra, mangle y pino radiata a pH 6 a una concentración del 35% fueron 56, 65438±03 y 3 minutos respectivamente, lo que indica que la velocidad de reacción de los taninos es pino radiata > manglar > acacia negra.
Dosis de formaldehído
La cantidad de formaldehído necesaria para los taninos es muy pequeña. Los taninos de acacia negra requieren de un 3 a un 4% (el pegamento para tableros de partículas requiere de un 6 a un 8%), los taninos de manglar requieren un 4% y los taninos de pino radiata requieren un 6% de formaldehído como agente reticulante.
En términos de rendimiento, la goma tanino debería tener el mismo rendimiento que la resina sintética. Por ejemplo, la viscosidad es moderada, la vida útil es larga, el tiempo de envejecimiento es suficiente y la calidad de la unión alcanza el estándar de la resina sintética.
Aplicación de fórmula
El pegamento de tanino se divide en dos tipos: termoendurecible (fijado por encima de 100 ℃) y curado en frío (fijado entre 20 y 30 ℃).
Fórmula del adhesivo termoendurecible
El termoendurecible se divide en dos niveles: interior y exterior. Las colas elaboradas con taninos en lugar de fenol se utilizan principalmente para fabricar tableros de partículas para exteriores, madera contrachapada, laminados y cartón ondulado. Los adhesivos endurecidos en frío se utilizan para unir madera unida con los dedos y artefactos como instrumentos musicales.
Formulación de adhesivo tanino para madera contrachapada
①Adhesivo grado interior. Tanino de acacia negra (peso parcial) 100, agua 100, hidróxido de sodio (1,15), polvo de cáscara de coco (10 ~ 15), paraformaldehído (10). La calidad de este adhesivo es mejor que la de la resina de urea-formaldehído, pero el costo es mayor. ② Adhesivo de calidad para exteriores.
La fórmula es la siguiente:
Goma tanino
100 partes de tanino-resina fenólica (el 50% de la cual es tanino).
Cuatro (malla 200)
20 partes
Harina de madera (malla 200)
5 partes
25 partes de agua
2,5 partes de formaldehído (37%)
Condiciones de adhesivo
Chapa (madera de pino)
Contenido de humedad de la chapa La tasa es del 6-8 %
La cantidad de tamaño es de 200 gramos/metro cúbico.
Presión temperatura 120℃
Presión 9.87×105 Pa
Tiempo de presión 1 minuto/mm de espesor
Propiedades del contrachapado
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La tasa de daño a la madera (seca) es del 90 ~ 100%.
La resistencia en húmedo (cocción durante 12 horas) es de 59,22×105 ~ 69,09×105 Pa (60 ~ 70kg/cm2).
Tasa de daño a la madera (húmeda) 40 ~ 70 %
El pegamento comercial de tanino de zarza negra para uso en exteriores se ha mejorado enormemente. El contenido de tanino en lugar de fenol alcanza aproximadamente el 90% y la calidad del adhesivo cumple con los requisitos. La fórmula es la siguiente:
Extracto de taninos de acacia modificado 36,4 (partes en peso)
Potenciador de urea-formaldehído 6,78
Paraformaldehído 4,10
Agua 41,22
Agente antiespumante 0,15
Mildicida 0,40
Polvo de cáscara de coco 6,75
La viscosidad del pegamento es de 0,23 Pas.
PH 4,8 ~ 5,1 (cuando se usa)
Supervivencia durante 5 horas
Fórmula de pegamento de tanino para tableros de partículas (calidad para exteriores) La fórmula del pegamento para exteriores es la siguiente :
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Tanino de barba negra 95,0 (parte en peso)
Agua 138,0
Hidróxido de sodio 1,6
Resina reforzada 5,0 (peso seco)
Paraformaldehído 15,0
La viscosidad (25 ℃) del adhesivo es 0,065438 ±0,5 ~ 0,02 Pa·s.
Condiciones de prensado del caucho
Temperatura 160 ℃
Presión 13,82×105 Pa
Resina sólida (capa superficial) 14% (capa central) ) 10%
Calidad de la placa
La densidad aparente es de 700 kg/centímetro cúbico.
El espesor de inmersión a presión aumenta en < 12%, cumpliendo los requisitos de ASO115-1968.
Fórmula de curado en frío
Los adhesivos de curado en frío de alta actividad y alta reticulación hechos de taninos no se desarrollaron hasta los años 80. En 1978, A. Pizzi recomienda una fórmula rápida. -Gel tanino fijador. En primer lugar, se mezclan 90 partes de tanino de barba negra con un contenido de sólidos del 66,7%, 9,6 partes de formaldehído al 38%, 30 partes de metanol y 0,3 partes de desespumante a temperatura ambiente. Calentar y refluir a 76°C durante 10 a 15 minutos, y mantener el reflujo a pH 4,5 durante 120 minutos, luego agregar 30 partes de resorcinol al 99% y 30 partes de agua, enfriar la temperatura a 62°C y agregar 2,4 partes de Solución de hidróxido de sodio al 25 % y la mezcla se sometió a reflujo durante 60 minutos para evaporar el exceso de metanol.
Al usarlo, agregue 16 partes de paraformaldehído en polvo al 96-97%, 7 partes de polvo de cáscara de coco (malla 200), 7 partes de polvo de madera (malla 200) y 10 partes de agente humectante industrial y agregue cantidad adecuada de agua para que la viscosidad alcance 0,26-0,30 segundos.
La resistencia al corte en seco de las astillas de madera unidas con adhesivo de tanino curado en frío fue de 5508,9 kPa (799 psi) y la tasa de daño a la madera fue del 100 %. Cumple con los estándares para adhesivos coldset comerciales de fenol-resorcinol-formaldehído.
Estándares
El pegamento de tanino debe cumplir con los estándares del pegamento fenólico (grado para exteriores) y del pegamento de urea-formaldehído (grado para interiores). Los estándares de madera contrachapada se pueden dividir en grado A (equivalente a 72 horas de ebullición), grado B (equivalente a 6 horas de ebullición), grado C (resistencia al agua caliente) y grado D (resistencia al agua fría).
Tendencias
Los taninos condensados (especialmente los taninos de barba negra) se pueden utilizar como aglutinantes en lugar de fenol. Las ventajas del pegamento son: tiempo de curado corto, buen rendimiento de pegado, tiempo de prensado en caliente corto y buena resistencia al agua. El pegamento tiene baja toxicidad y no tiene efectos corrosivos, es fácil de fabricar y tiene bajo costo; Este pegamento ha logrado un gran éxito y su valor de uso y efectos económicos han atraído la atención y la atención de la industria procesadora de madera en todo el mundo.
Debido al creciente coste de los productos derivados del petróleo en todo el mundo y al alto precio del fenol, el creciente uso de adhesivos para paneles artificiales ha impulsado el desarrollo de materiales adhesivos de alta calidad y bajo coste a partir de recursos renovables (como como tanino). El uso de recursos renovables para producir adhesivos es de gran importancia para los países en desarrollo que carecen de recursos petroleros y productos petroquímicos y necesitan desarrollar industrias de procesamiento de madera. En el desarrollo y utilización, se debe prestar gran atención a los taninos de barba negra con crecimiento rápido, alto contenido, buen rendimiento y bajo costo.
Mi país necesita desarrollar vigorosamente la industria de paneles artificiales, y los adhesivos correspondientes también deben acelerar el desarrollo. Por lo tanto, en el futuro, utilizar las condiciones naturales nacionales y las capacidades de procesamiento para desarrollar vigorosamente los árboles de acacia negra y proporcionar una gran cantidad de taninos de acacia negra para la producción de pegamento cada año desempeñará un papel importante para garantizar el desarrollo de la industria de paneles artificiales.