Untersuchungen zur Verleimung von Holz und Holzspanplatten mit UF-Leimharzen und PMDI:
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| adam_text | UNTERSUCHUNGEN ZUR VERLEIMUNG VON HOLZ UND HOLZSPANPLATTEN MIT
UF-LEIMHARZEN UND PMDI VON DER FAKULTAET TUER LEBENSWISSENSCHAFTEN DER
TECHNISCHEN UNIVERSITAET CAROLO-WILHELMINA ZU BRAUNSCHWEIG ZUR ERLANGUNG
DES GRADES EINER DOKTORIN DER NATURWISSENSCHAFTEN (DR. RER. NAT.)
GENEHMIGTE DISSERTATION VON YAN XU AUS HENAN / CHINA INHALTSVERZEICHNIS
INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 AUFGABENSTEILUNG 3 2 ALLGEMEINER
TEIL 7 2.1 KLEBSTOFFE 7 2.1.1 AMINOPLASTHARZE 7 2.1. 1. 1
HARNSTOH-FORMALDEHYD-HARZ (UF-HARZ) ...8 2.1.1.2
MELAMIN-FORMALDEHYD-HARZ (MF-HARZ) . 10 2.1.1.3
MELAMIN-HARNSTOFF-FORMALDEHYD-HARZ (MUF-HARZ) 11 2.1.2 PMDI ALS
KLEBSTOFF .. 11 2.1.2.1 CHEMISCHE SYNTHESEN.......... .. 12 2.1.2.2
REAKTIONEN VON DIISOCYANATEN .. 13 2.1.2.3 LITERATURUEBERSICHT ZU DEN
HOIZ-PMDI-REAKTIONSMECHANISMEN..... .. 16 2.2 GRUNDLAGEN DER
KLEBSLOFFTECHNOLOGIE 18 2.2.1 ADHAESIONSTHEORIEN 19 2.2.1.1 MECHANISCHE
ADHAESION .. 19 2.2.1.2 DIFFUSIONSTHEORIE .. 19 2.2.1.3
ADSORPTIONSTHEORIE (SPEZIFISCHE ADHAESION) . .. 20 2.2.1.4 THEORIE DER
KOVALENTEN BINDUNG . ...21 2.2.2
KOHAESION................................................ . .. .. 21 2.3
HOLZWERKSTOFFE 22 2.3.1 SPANPLATTEN . . 22 2.3.2 MITTELDICHTE
FASERPLATTEN (MDF-PLATTEN)... . 23 2.3.3 ORIENTED STRAND BOARDS
(OSB-PLATTEN) .. 23 2.3.4 SPERRHOELZER ...24 2.4 ZUSAMMENSETZUNG DES
HOLZES 24 2.4.1 MORPHOLOGISCHE EIGENSCHAFTEN UND CHEMISCHE
ZUSAMMENSETZUNGEN DER ZELLWAND 24 2.4.1.1 PRIMAERWAND ...25 2.4.1.2
SEKUNDAERWAND..........................................................................
....25 2.4.1.3 TERTIAERWAND..................................... ..26
2.4.2 CHEMISCHE AUFBAU VON HOLZ .. 26 2.4.2.1 CELLULOSE .. .. ..26
2.4.2.2 HOLZPOLYOSEN ODER HEMICELLULOSEN .. 27 2.4.2.3 LIGNIN 28 2.4.2.4
EXTRAKTSTOFFE . . 30 2.5 ANALYTISCHE METHODEN IN DER KLEBSLOFFCHEMIE 31
INHALTSVERZEICHNIS 2.5.1 SPEKTROSKOPISCHE METHODEN.. .. 31 2.5.1.1
ATR-FTIR-SPEKTROSKOPIE .. 32 2.5.1.2 FPA-FTIR-SPEKTROSKOPIE... .. 32
2.5.1.3 KONFOKALE RAMAN-MIKROSKOPIE .. 33 2.5.2 MIKROSKOPISCHE METHODEN
.. 33 2.5.2.1 KONTRASTIERUNG VON PMDI .. 33 2.5.2.2 KONTRASTIERUNG VON
UF-HARZ... .. 34 2.5.3 THERMISCHE METHODEN.................... .. 35 3
MATERIAL UND METHODEN 36 3.1 UNTERSUCHUNGEN ZUM EINDRINGVERHALTEN UND
ZUR EINDRINGTIEFE VON HARNSTOFFHARZ, PMDI UND PVAC IN HOLZ 36 3.1.1
MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNGEN .. 36 3.1.1.1 KONTRASTIERUNG DER
KLEBSTOFFE .. 36 3.1.1.2 PROBENHERSTELLUNG ZUR UNTERSUCHUNG DES
EINDRINGVERHALTENS BZW. DER BESTIMMUNG DER EINDRINGTIEFE .. .. 37
3.1.1.3 MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNGEN . 37 3.1.2 ATR-FTIR
UNTERSUCHUNGEN........................ .. 38 3.1.2.1 HERSTELLUNG DER
HOLZKOMPONENTEN .. 38 3.1.2.2 HERSTELLUNG VON VERGLEICHSSUBSTANZEN ...40
3.1.2.3 REAKTIONEN DER ISOLIERTEN HOLZKOMPONENTEN MIT
PMDI............... .. .40 3.1.3 FPA-FTIR UNTERSUCHUNGEN .. 41 3.1.4
RAMAN-MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNGEN ...42 3.2 SPANPLATTENHERSTELLUNG UND
-PRUEFUNG 43 3.2.1 PROGRAMM ZUR SPANPLATTENHERSTELLUNG .43 3.2.1.1
SPANPLATTENHERSTELLUNG MIT ACETYLIERTEN HOLZSPAENEN .. 43 3.2.1.2
SPANPLATTENHERSLELLUNG MIT RUECKFEDERUNGSPROGRAMM .. .. 45 3.2.1.3
SPANPLATTENHERSTELLUNG MIT ZUSATZ VON KATALYSATOREN .46 3.2.1.4
SPANPLATTENHERSTELLUNG MIT EMDI....................... .. .47 3.2.1.5
SPANPLATTENHERSTELLUNG MIT ZUSATZ VON TENSIDEN 47 3.2.2
SPANPLATTENPRUEFUNG .. 49 3.2.2.1 PRUEFUNG DER MECHANISCHEN EIGENSCHAFTEN
49 3.2.2.2
FORMALDEHYDKENNWERTE........................................... . 52 3.3
UNTERSUCHUNGEN ZUM SOGENANNTEN KOCHSALZEFFEKT. 53 3.3.1 BESTIMMUNG DER
CHARAKTERISTISCHEN KENNWERTE DER KLEBSTOFFE .. 53 3.3.1.1
FESTSTOFFGEHALT .. . .. 53 3.3.1.2 VISKOSITAET .. ..53 3.3.1.3 GELIERZEIT
.. 53 3.3.2 BESTIMMUNG DER MOLVERHAELTNISSE VON UFO UND MUF-HARZEN 54
3.3.2.1 STICKSTOFFGEHALT 54 INHALTSVERZEICHNIS III 3.3.2.2 MELAMINGEHALT
.. 56 3.3.2.3 FORMALDEHYDGEHALT......... ..57 3.3.2.4 MOLVERHAELTNIS ..57
3.3.3 SIEDEPUNKTMESSUNG .. .. .. 58 3.3.4 DSC- MESSUNG . 58 3.3.5
SPANPLATTENHERSTELLUNG MIT ERSATZ DURCH ANORGANISCHE SALZE 59 4
ERGEBNISSE 60 4.1 UNTERSUCHUNGEN ZUM EINDRINGVERHALTEN UND ZUR
EINDRINGLIEFE VON UF-HARZ, PMDI UND PVAC IN HOLZ 60 4.1.1 MIKROSKOPISCHE
UNTERSUCHUNGEN .. 60 4.1.1.1 BESTIMMUNG DER EINDRINGTIEFE DES
HARNSTOFFHARZES UND DES PMDI IN VERLEIMTEN MASSIVHOLZPROBEN... .. 63
4.1.1.2 EINDRINGVERHALTEN DER UNTERSCHIEDLICHEN KLEBSTOFFSYSTEME.......
.. 69 4.1.1.3 MIKROSKOPISCHE UNTERSUCHUNGEN ZUR KLEBSTOFFVERTEILUNG DER
MIT UF-HARZ BZW. PMDI GEBUNDENEN SPANPLATTEN ...74 4.1.2
ATR-FTIR-UNTERSUCHUNGEN .. ..77 4.1.2.1 ATR-FTIR-SPEKTREN VON HOLZ UND
HOLZKOMPONENTEN . .. 77 4.1.2.2 ATR-FTIR-SPEKTREN VON PMDI UND DEN
VERGLEICHSSUBSTANZEN 80 4.1.2.3 REAKTIONEN ZWISCHEN PMDI UND KIEFERNHOLZ
SOWIE DEN DARAUS ISOLIERTEN HOLZKOMPONENTEN . 83 4.1.2.4
SPEKTROSKOPISCHE UNTERSUCHUNGEN DES HARNSTOFFHARZES... ..90 4.1.3
FPA-FTIR-UNTERSUCHUNGEN........................ .91 4.1.3.1
FPA-FTIR-UNTERSUCHUNGEN AN MIT PMDI GEBUNDENEN PROBEN 91 4.1.3.2
FPA-FTIR-UNTERSUCHUNGEN AN MIT UF-HARZ GEBUNDENEN PROBEN 100 4.1.4
UNTERSUCHUNGEN MITTELS KONFOKALER RAMAN-MIKROSKOPIE... .. 102 4.1.4.1
CHARAKTERISIERUNG DER HOLZFASERN......... .. .. 102 4.1.4.2
CHARAKTERISIERUNG DES ISOCYANATES UND SEINER MOEGLICHEN DERIVATE. . .. ..
104 4.1.4.3 RAMAN-MAPPING DER HOLZPROBEN .. 108 4.1.4.4 RAMAN-MAPPING
DER MIT HARNSTOFFHARZ VERLEIMTEN HOLZPROBEN .. 114 4.2
SPANPLATTENUNTERSUCHUNGEN MIT VERSCHIEDENEN PRESSPROGRAMMEN UND
ZUSATZSTOFFEN 118 4.2.1 SPANPLATTEN HERGESTELLT MIT ACETYLIERTEN
HOLZSPAENEN.. .. 118 4.2.2 EINFLUSS DER RUECKFEDERUNG 120 4.2.2.1
MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN DER SPANPLATTEN .. .. 120 4.2.3 EINFLUSS VON
PMDI-SPEZIFISCHEN KATALYSATOREN.... . 123 4.2.4 MIT EMDI VERLEIMTEN
SPANPLATTEN .. 126 4.2.5 EINFLUSS DER TENSIDZUGABE .. 128 4.2.5.1
MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN .. 128 4.3 UNTERSUCHUNGEN ZUM SOGENANNTEN
KOCHSALZEFFEKT. 130 INHALTSVERZEICHNIS IV 4.3.1 CHARAKTERISIERUNG DER
KLEBSTOFFE ..131 4.3.2 HAERTUNGSGESCHWINDIGKEIT MITTELS
GELIERZEITMESSUNG.... ...132 4.3.2.1 VERGLEICHEN DER GELIERZEITEN EINE
UF-HARZES MIT FESTSTOFFERSATZ DURCH WASSER UND
NATRIUMCHLORID......................... . ...132 4.3.2.2 GELIERZEITEN
VON UF-HARZEN MIT ERSATZ DURCH NATRIUMCHLORID 133 4.3.2.3 GELIERZEITEN
EINES UF-HARZES MIT ERSATZ DURCH ANDERE ANORGANISCHE SALZE.. ...136
4.3.2.4 HAERTUNGSGESCHWINDIGKEIT MITTELS RHEOMETER MCR 300.. ... 137
4.3.3 ERGEBNISSE VON SIEDEPUNKTMESSUNGEN .. 139 4.3.3.1 EINFLUSS VON
NATRIUMCHLORID AUT DEN SIEDEPUNKT.......................... .. 139
4.3.3.2 EINFLUSS VON ANDEREN ANORGANISCHEN SALZEN AUF DEN
SIEDEPUNKT........ .. 139 4.3.4 THERMISCHE ANALYSE .. 141 4.3.5
HERSTELLUNG VON LABORSPANPLATTEN MIT ERSATZ DURCH ANORGANISCHE SALZE 142
4.3.5.1 TEMPERATURVERLAEUFE IN DER PLATTENMITTE ......... 143 4.3.5.2
GAS-DAMPFDRUCK-VERLAEUFE IN DER PLATTENMITTE ...147 4.3.6
FESTIGKEITSPRUEFUNGEN DER HERGESTELLTEN SPANPLATTEN .. 149 4.3.6.1
MECHANISCHE EIGENSCHAFTEN . 149 4.3.6.2 FORMALDEHYDABGABEN UND -GEHALTE
.. 154 5 DISKUSSION DER ERGEBNISSE UND SCHLUSSFOLGERUNGEN 156 5.1
UNTERSUCHUNGEN DES EINDRINGVERHALTENS UND DER CHEMISCHEN REAKTIONEN
ZWISCHEN DEM PMDI UND DEN HOLZKOMPONENTEN 156 5.2 UNTERSUCHUNGEN AN
SPANPLATTEN, HERGESTELLT MIT VERSCHIEDENEN PRESSPROGRAMMEN UND
ZUSATZSTOFFEN 161 5.3 UNTERSUCHUNGEN ZUM SOGENANNTEN KOCHSALZEFFEKT. 166
6 ZUSAMMENFASSUNG 170 7 LITERATURVERZEICHNIS 174 8 ANHANG 185
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