. IntroductionMicrofibrillated cell

. Introduction

Microfibrillated cellulose (MFC) is described as a long and flexible cellulosic nano-material and is obtained from cellulose fiber by mechanical disintegration. MFC possesses several interesting properties, such as a highly expanded surface area and very high aspect ratios of the fibrillated fibres [1]. The MFC could be as small as 3–10 nm in thickness with typically a broad range of 20–40 nm, since it consists of aggregates of cellulose microfibrils. It has been suggested that MFC would be applicable as a rheology modifier in foods, paints, cosmetics and pharmaceutical products [2] and [3].

Urea-formaldehyde (UF) resin is dominant in resin consumption in the wood-based composite industry. A major drawback of UF resin is brittleness, or a tendency of developing microcracks, which limits mechanical performance of UF-bonds [4] and [5]. Previous studies revealed that the bonding performance of wood composites bonded with UF or phenol-formaldehyde (PF) resin could be improved by the incorporation of MFC into the UF resin [4], [5], [6], [7] and [8]. For example, Veigel et al. [5] prepared particleboards bonded with UF resins containing 1 wt% cellulose nanofibril (CNF), and reported a reduced thickness swelling and better internal bond and bending strength than the counterpart produced with pure UF resins. In another study, the tensile shear strength of single lap-joint wood specimens increased by 5.7% when 3 wt% of MFC was incorporated into the UF resin [7]. However, a further increment in the MFC content up to 5 wt% decreased the tensile shear strength of the specimens (14.3% of control specimen). In the same study, it was concluded that a higher bond strength for UF resins with 3 wt% MFC could be explained by the MFC's reinforcement of the UF resins [5].

One of the most important variables affecting the properties of thermosetting UF resins is the degree of cure. Thermosets are crosslinked through the curing process resulting in significant changes in mechanical and physical properties. Various methods are available for the determination of the degree of cure, including spectroscopic, chromatographic techniques and thermal analysis. Thermal analysis including differential scanning calorimeter (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA) serves as important analytical tools in understanding the structure-property relationships and thermal stability of resins and composite materials [9] and [10].

When MFC is incorporated in liquid resin to make wood-based composites, there is a need to evaluate thermal characteristics of MFC modified resins and the resultant composites since the introduction of the MFC will strongly affect the maximum processing temperature and retention time of the materials during hot-pressing. Although researches have been conducted to investigate the thermal stability of thermosetting resins modified with nanocellulose, the results have often been contradictory. For example, Atta-Obeng et al. [11] reported that untreated PF resin had the highest initial decomposition temperature (160 °C) and best overall thermal stability compared with nanocellulose filled PF resin based on results obtained from the TGA thermograms. In another study, Qing et al. [12] observed that the thermal stability of an untreated PF resin was improved by the incorporation of nanocellulose.

Although the bonding performance and curing properties of aminoplastic resins such as UF and PF have been investigated in several studies [4], [5], [6], [7] and [8], there is no extensive information on the thermal analysis of different formaldehyde/urea ratio UF resins modified with MFC based on the literature search. The objective of this study was to investigate the effect of MFC loading on the thermal stability of three formaldehyde emission grade UF resins such as super E0, E0, and E1 grade resins using DSC and TGA tests.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

. แนะนำMicrofibrillated เซลลูโลส (MFC) อธิบายไว้ว่าความยาว และยืดหยุ่นไลต์นาโนวัสดุ และจะได้รับจากเซลลูโลสไฟเบอร์ โดยสลายตัวกล MFC มีคุณสมบัติหลาย ๆ อย่างน่าสนใจ เช่นพื้นผิวขยายตัวสูงและสูงมากอัตราส่วนของเส้นใย fibrillated [1] MFC อาจเล็กเพียง 3-10 นาโนเมตรกับมักมาย 20-40 นาโนเมตร หนาเนื่องจากประกอบด้วยผลรวมของเซลลูโลส microfibrils มันได้รับการแนะนำว่า MFC จะใช้เป็นตัวปรับเปลี่ยนการใช้งานกับในอาหาร สี เครื่องสำอาง และผลิตภัณฑ์ยา [2] และ [3]เรซินยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ (UF) เป็นที่โดดเด่นที่การใช้เรซิ่นในไม้อุตสาหกรรมคอมโพสิต อุปสรรคสำคัญของเรซิ่น UF เป็นเปราะ หรือแนวโน้มของการพัฒนา microcracks ซึ่งเป็นข้อจำกัดประสิทธิภาพเชิงกล UF-พันธบัตร [4] และ [5] การศึกษาก่อนหน้านี้พบว่า ประสิทธิภาพพันธะของไม้ที่ยึดติดกับ UF หรือโยเรซินฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ (PF) โดยการรวมตัวของ MFC เป็น UF เร [4], [5], [6], [7] และ [8] เช่น Veigel et al. [5] เตรียมแผ่นยึดติดกับเรซิ่น UF ที่ประกอบด้วย 1 wt %เซลลูโลส nanofibril (CNF), และรายงานความหนาลดลงบวม และดีขึ้นภายในพันธะ และแรงกว่าคล้ายดัดโค้งผลิต ด้วยเรซิ่น UF บริสุทธิ์ ในการศึกษาอื่น ความแข็งแรงแรงดึงแรงเฉือนเดี่ยวทดสอบไม้ร่วมตักเพิ่มขึ้น 5.7% เมื่อ 3 wt %ของ MFC ถูก incorporated เร UF [7] อย่างไรก็ตาม การเพิ่มเติมใน MFC เนื้อหาขึ้นไป 5 wt %ลดลงความแข็งแรงแรงดึงแรงเฉือนของชิ้นงาน (14.3% ของตัวอย่างควบคุม) ในการศึกษาเดียวกัน มันคือสรุปว่า มีความแข็งแรงพันธะสูงสำหรับเรซิ่น UF 3 wt % MFC อาจสามารถอธิบายได้ ด้วยการเสริมแรงของ MFC ของเรซิ่น UF [5]ตัวแปรสำคัญที่ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติของเม็ด UF เทอร์โมเซตติงพลาสติกอย่างใดอย่างหนึ่งคือระดับของการรักษา Thermosets จะกระแทกผ่านขั้นตอนการบ่มส่งผลให้การเปลี่ยนแปลงสำคัญในคุณสมบัติทางกล และทางกายภาพ มีวิธีการต่าง ๆ สำหรับการวัดระดับของการรักษา สเปคตรัม โครมาเทคนิคและการวิเคราะห์ความร้อน การวิเคราะห์ความร้อนแตกต่างการสแกนแคลอรีมิเตอร์ (DSC) และวิเคราะห์ thermogravimetric (TGA) ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือวิเคราะห์ที่สำคัญในการทำความเข้าใจคุณสมบัติโครงสร้างความสัมพันธ์และความมั่นคงความร้อนเรซิน และวัสดุคอมโพสิต [9] [10]เมื่อ MFC แดงบริเวณเรซิ่นเหลวจะทำให้ไม้คอมโพสิต มีเรซิ่นแก้ไขต้องประเมินลักษณะความร้อนของ MFC และคอมโพสิต resultant ตั้งแต่การแนะนำของ MFC ขอจะมีผลสูงสุดเวลาการประมวลผลอุณหภูมิและการเก็บรักษาของวัสดุในระหว่างการรีดร้อน แม้ว่างานวิจัยได้ดำเนินการตรวจสอบความมั่นคงความร้อนของเทอร์โมเซตติงเรซิ่นแก้ไข ด้วย nanocellulose ผลได้มักจะรับขัดแย้ง ตัวอย่างเช่น อัตตา Obeng et al. [11] รายงานว่า เรซิน PF ไม่ผ่านมีอุณหภูมิการสลายตัวที่เริ่มต้นสูงสุด (160 ° C) และความเสถียรของอุณหภูมิโดยรวมที่ดีที่สุดเมื่อเทียบกับ nanocellulose เติมเรซิ PF อิงตามผลที่ได้รับจาก TGA thermograms ในการศึกษาอื่น ชิง et al. [12] สังเกตว่า เสถียรภาพของเรซิ่น PF ไม่ผ่านความร้อนได้ดีขึ้น โดยการรวมตัวของ nanocelluloseแม้ว่าประสิทธิภาพการทำงานในการยึดและรักษาคุณสมบัติของ aminoplastic เรซินเช่น UF และ PF ได้รับการตรวจสอบในการศึกษาหลาย [4], [5], [6], [7] [8], และจะมีข้อมูลที่ครอบคลุมการวิเคราะห์ความร้อนของฟอร์มาลดีไฮด์ที่แตกต่างกัน/ยูเรียเรซิน UF อัตราแก้ไข ด้วย MFC ที่อิงการค้นหาวรรณกรรม วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้คือการ ตรวจสอบผลของ MFC โหลดบนความมั่นคงความร้อนของสามฟอร์มาลดีไฮด์ปล่อยเกรด UF เรซิ่น เช่น super E0, E0, E1 เรซิ่นเกรดที่ใช้ทดสอบ DSC และ TGA

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

. บทนำ

Microfibrillated เซลลูโลส (MFC) อธิบายว่าเป็นเวลานานและมีความยืดหยุ่นเซลลูโลสวัสดุนาโนและจะได้รับจากเส้นใยเซลลูโลสจากการสลายตัวทางกล เอ็มเอฟมีคุณสมบัติหลายอย่างที่น่าสนใจเช่นการขยายพื้นที่ผิวสูงและอัตราส่วนที่สูงมากของเส้นใย fibrillated [1] เอ็มเอฟอาจจะมีขนาดเล็กเป็น 3-10 นาโนเมตรในความหนาที่มีมักจะมีความหลากหลายของ 20-40 นาโนเมตรเพราะมันประกอบด้วยมวลรวมของ microfibrils เซลลูโลส มันได้รับการชี้ให้เห็นว่าเอ็มเอฟจะมีผลบังคับใช้เป็นตัวปรับการไหลในอาหาร, สี, เครื่องสำอางและผลิตภัณฑ์ยา [2] และ [3].

ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์ (UF) เรซินเป็นที่โดดเด่นในการบริโภคยางในอุตสาหกรรมคอมโพสิตไม้ อุปสรรคสำคัญของยาง UF เป็นเปราะหรือแนวโน้มของ microcracks พัฒนาซึ่ง จำกัด ประสิทธิภาพเชิงกลของ UF-พันธบัตร [4] และ [5] การศึกษาก่อนหน้าพบว่าประสิทธิภาพการยึดเกาะของวัสดุผสมไม้ผูกมัดกับ UF หรือฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ (PF) เรซินอาจจะดีขึ้นโดยการรวมตัวกันของเอ็มเอฟเข้ามาในเรซิน UF [4] [5] [6] [7] และ [ 8] ยกตัวอย่างเช่น Veigel et al, [5] เตรียมไม้อัดผูกพันกับเรซิน UF มี 1% โดยน้ำหนักเซลลูโลส nanofibril (CNF) และรายงานความหนาลดลงอาการบวมและพันธบัตรภายในที่ดีขึ้นและความแข็งแรงดัดกว่าคู่ที่ผลิตด้วยเรซิน UF บริสุทธิ์ ในการศึกษาอื่นที่แรงเฉือนแรงดึงของ LAP-ร่วมเดียวตัวอย่างไม้เพิ่มขึ้น 5.7% เมื่อ 3 WT% ของเอ็มเอฟเป็น บริษัท ในเรซิน UF [7] อย่างไรก็ตามการเพิ่มขึ้นต่อไปในเนื้อหาเอ็มเอฟได้ถึง 5% โดยน้ำหนักลดลงความต้านทานแรงดึงเฉือนของตัวอย่าง (14.3% ของชิ้นงาน Control) ในการศึกษาเดียวกันก็สรุปได้ว่าความแข็งแรงพันธบัตรที่สูงขึ้นสำหรับเรซิน UF 3% โดยน้ำหนักเอ็มเอฟอาจจะอธิบายได้ด้วยการเสริมแรงของ MFC ของเรซิน UF [5].

หนึ่งในตัวแปรที่สำคัญที่สุดที่มีผลต่อคุณสมบัติของ thermosetting เรซิน UF เป็น ระดับของการรักษา Thermosets มีการเชื่อมขวางผ่านกระบวนการบ่มทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ วิธีการต่างๆที่มีอยู่สำหรับการกำหนดระดับของการรักษารวมทั้งสเปกโทรสโกเทคนิคโครมาและการวิเคราะห์ความร้อน การวิเคราะห์ความร้อนรวมทั้งค่า (DSC) และการวิเคราะห์สมบัติทางความร้อน (TGA) ให้บริการเครื่องมือในการวิเคราะห์เป็นสิ่งที่สำคัญในการทำความเข้าใจความสัมพันธ์คุณสมบัติโครงสร้างและเสถียรภาพทางความร้อนของเรซินและวัสดุคอมโพสิต [9] และ [10].

เมื่อเอ็มเอฟเป็นนิติบุคคลที่จัดตั้งในเรซินของเหลว ที่จะทำให้คอมโพสิตไม้ตามที่มีความจำเป็นในการประเมินลักษณะความร้อนของเรซิน MFC แก้ไขและคอมโพสิตผลตั้งแต่การแนะนำของเอ็มเอฟอย่างมากจะมีผลต่ออุณหภูมิในการประมวลผลและการเก็บรักษาเวลาสูงสุดของวัสดุในช่วงร้อนกด แม้ว่างานวิจัยที่ได้รับการดำเนินการตรวจสอบเสถียรภาพทางความร้อนของเรซินเทอร์โมแก้ไขด้วย nanocellulose ผลลัพธ์ที่ได้รับมักจะขัดแย้ง ยกตัวอย่างเช่นเก่ง-et al, โอเบ็ง [11] รายงานว่าเรซิน PF ได้รับการรักษาที่มีอุณหภูมิสูงสุดสลายตัวครั้งแรก (160 ° C) และเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีที่สุดโดยรวมเมื่อเทียบกับ nanocellulose ที่เต็มไปด้วยเรซิน PF ขึ้นอยู่กับผลที่ได้รับจาก thermograms TGA ในการศึกษาอื่นชิง et al, [12] สังเกตเห็นว่าเสถียรภาพทางความร้อนของเรซิน PF ได้รับการรักษาได้รับการปรับปรุงโดยการรวมตัวกันของ nanocellulose ได้.

แม้ว่าประสิทธิภาพการยึดเกาะและคุณสมบัติการบ่มเรซิน aminoplastic เช่น UF และ PF ได้รับการตรวจสอบในการศึกษาหลาย [4] [5] [6] [7] และ [8] ไม่มีข้อมูลมากมายในการวิเคราะห์ความร้อนของอัตราส่วนไฮด์ / ยูเรียเรซิน UF ที่แตกต่างกันแก้ไขด้วย MFC บนพื้นฐานของการค้นหาวรรณกรรม วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้เพื่อศึกษาผลของการโหลดเอ็มเอฟในเสถียรภาพทางความร้อนในสามของการปล่อยก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์เรซินเกรด UF เช่นซุปเปอร์ E0, E0 และ E1 เรซินเกรดโดยใช้การทดสอบ DSC และ TGA

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

. แนะนำmicrofibrillated เซลลูโลส ( MFC ) อธิบายเป็นแบบยาวและยืดหยุ่นวัสดุนาโนเซลลูโลสและที่ได้จากเส้นใยเซลลูโลสโดยกลการ . ซึ่งครอบครองคุณสมบัติที่น่าสนใจหลายประการ เช่น ขอขยายพื้นที่ผิวสูงมาก อัตราส่วนของ fibrillated เส้นใย [ 1 ] การพัฒนาอุตสาหกรรมสามารถมีขนาดเล็กเป็น 3 – 10 nm ในความหนาด้วย โดยทั่วไปในช่วงกว้างของ 20 – 40 nm เนื่องจากประกอบด้วยมวลรวมของเซลลูโลสไมโครไฟบริล . จะได้รับการชี้ให้เห็นว่า บริษัทจะใช้เป็นไหลเปลี่ยนแปลงในอาหาร , สี , เครื่องสําอางและผลิตภัณฑ์เภสัชกรรม [ 2 ] และ [ 3 ]ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์เรซิน ( UF ) เด่น คือ เรซิน คอมโพสิตที่ใช้ในอุตสาหกรรมไม้ . ข้อเสียเปรียบหลักของ UF เรซินเปราะ หรือแนวโน้มของการพัฒนา microcracks ซึ่งขีดจำกัดสมรรถนะเชิงกลของ UF พันธบัตร [ 4 ] และ [ 5 ] การศึกษาก่อนหน้านี้พบว่า ประสิทธิภาพของคอมโพสิตไม้พันธะผูกพันกับ UF หรือฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ ( PF ) เรซิน สามารถปรับปรุงได้ โดยการรวมตัวของบริษัทลงใน MF เรซิน [ 4 ] , [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] และ [ 8 ] ตัวอย่างเช่น veigel et al . [ 5 ] เตรียมแผ่นชิ้นไม้อัดผูกพันกับ UF เม็ดที่มี nanofibril เซลลูโลส 1 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ( CNF ) และการลดความบวมและพันธบัตรภายในได้ดีกว่า และแรงกว่าคู่ ผลิตด้วยเรซิ่น UF บริสุทธิ์ดัด ในการศึกษาอื่น ค่ากำลังรับแรงเฉือนของตัวอย่างไม้ตักเดียวร่วมกันเพิ่มขึ้น 5.7% เมื่อ 3 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ซึ่งถูกรวมเข้ากับ MF เรซิน [ 7 ] อย่างไรก็ตาม การเพิ่มเนื้อหาเพิ่มเติมใน MFC ได้ถึง 5 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักลดลงแรงเฉือนแรงดึงของชิ้นงาน ( 14.3 % ของตัวอย่างควบคุม ) ในการศึกษาเดียวกันพบว่ามีค่าความแข็งแรงพันธะสำหรับ UF เม็ด 3 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งสามารถอธิบายได้โดยของ MFC การเสริมแรงของ UF เม็ด [ 5 ]หนึ่งที่สำคัญที่สุด ตัวแปรที่มีผลต่อสมบัติของเรซินเทอร์โมเซตติง UF เป็นระดับของการรักษา เทอร์โมเซตชิ้นงานผ่านขั้นตอนการบ่มผลในการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในคุณสมบัติทางกลและทางกายภาพ วิธีการต่างๆที่ใช้ได้สำหรับการกำหนดระดับของการรักษา รวมถึงทาง เทคนิค โครมาโทกราฟี การวิเคราะห์ความร้อน การวิเคราะห์ความร้อนรวมทั้ง differential Scanning Calorimeter ( DSC ) และการวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมตริก ( TGA ) ซึ่งเป็นเครื่องมือวิเคราะห์ที่สำคัญในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับโครงสร้าง คุณสมบัติความสัมพันธ์และเสถียรภาพทางความร้อนของวัสดุคอมโพสิตและเรซิน [ 9 ] และ [ 10 ]เมื่อบริษัทเป็นนิติบุคคลที่จัดตั้งขึ้นในเรซินเหลว เพื่อให้ไม้คอมโพสิต ไม่ต้องประเมินคุณลักษณะทางความร้อนของ MFC ดัดแปลงและเรซินคอมกราฟตั้งแต่เบื้องต้นของ MFC อย่างมากจะมีผลต่ออุณหภูมิและเวลาในการประมวลผลสูงสุดของวัสดุในระหว่างการอัดร้อน . แม้ว่างานวิจัยที่ได้รับการดำเนินการเพื่อตรวจสอบเสถียรภาพทางความร้อนของเทอร์โมเซ็ตติ้งที่ดัดแปลงด้วยเรซิน nanocellulose ผลลัพธ์ที่ได้มักจะขัดแย้งกัน ตัวอย่างเช่น อัตตา obeng et al . [ 11 ] รายงานว่าเรซิน PF ดิบที่มีอุณหภูมิการสลายตัวเริ่มต้น ( 160 ° C ) มากที่สุดและดีที่สุดโดยรวมเสถียรภาพต่อความร้อนเมื่อเทียบกับ nanocellulose เต็ม PF เรซินตามผลลัพธ์ที่ได้จาก TGA เทอร์ . ในอีกการศึกษา ชิง et al . [ 12 ] สังเกตเห็นว่าเสถียรภาพทางความร้อนของเรซิน PF ไม่ปรับปรุงโดยการ nanocellulose .แม้ว่าการรักษาประสิทธิภาพและคุณสมบัติของเม็ด aminoplastic เช่น UF และฟอสฟอรัสมีการศึกษาหลายการศึกษา [ 4 ] , [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] และมีข้อมูลมากมายในการวิเคราะห์ความร้อนที่แตกต่างกัน / ยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์เรซิน อัตราส่วน UF แก้ไขด้วยนโยบายตาม การค้นหาที่เกี่ยวข้อง การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาผลของ MFC โหลดต่อความเสถียรทางความร้อนของก๊าซฟอร์มาลดีไฮด์เรซินเกรดสาม UF เช่น Super E0 E0 , E1 ชั้นเรซิน และใช้ทดสอบ DSC และ TGA