2018年高等学校科学研究优秀成果奖科学技术进步奖推荐项

2018年度高等学校科学研究优秀成果奖科学技术进步奖推荐项目公示
甲醛系列树脂人造板胶黏剂合成与应用
(一)项目名称
中文名:甲醛系列树脂人造板胶黏剂合成与应用
英文名:Synthesis and Application of Formaldehyde-based Resin Adhesives for Wood Composites
(二)推荐单位
西南林业大学
(三)项目简介
本项目属于木材科学与技术领域。项目围绕人造板制造关键核心技术,在人造板胶黏剂领域进行了一系列技术创新,在树脂合成反应机理研究基础上,研究了树脂合成-结构-性能的相关性,发明了系列共缩聚树脂,攻克了树脂合成制备与固化应用关键技术,实现了树脂制备过程环保、固化过程高效、产品性能优异等目标,形成了自主知识产权,完成了大规模工业化转化应用。主要技术内容和创新点包括:
1、在国际上率先采用量子化学方法研究木材胶黏剂树脂合成反应机理,创建了树脂合成复杂化学体系的多尺度模拟,克服了传统实验方法研究反应机理的局限和困难。将量子化学理论计算与13C-NMR定量分析技术有机结合,建立了研究树脂结构形成机理的新方法,开创了量子化学方法研究树脂胶黏剂合成反应机理的新领域。
2、研究了树脂合成反应中各种竞争反应微观历程、反应热力学和动力学性质,将氨基和酚类树脂的碱催化缩聚反应机理统一于“亚甲基类α,β-不饱和酮中间体”,而将酸催化缩聚机理统一于“羟甲基碳正离子中间体”,首次提出了甲醛系列树脂合成的普适性原理,更新完善了甲醛系列树脂合成理论。
3、构建了共缩聚树脂合成理论体系,明确了共缩聚反应有效发生的核心实验条件,解决了国际上有关共缩聚反应发生条件的分歧。创建了树脂结构形成跟踪分析研究的成套技术方法,为树脂合成-结构-性能的相关性研究提供了强有力的技术支撑。
4、通过比较不同合成路线下树脂结构形成特征,研究了不同合成参数对树
脂结构的影响,揭示了树脂合成反应的基本规律和合成与结构的相关性,围绕共缩聚树脂制备关键技术,发明了系列多组分甲醛系列共缩聚树脂及其制备方法,优化了树脂结构,突破了共缩聚树脂贮存稳定、固化高效、耐水性优异等技术关键。
5、在国内率先倡导并实施了共缩聚树脂升级更新传统树脂人造板胶黏剂,发明了高浓度共缩聚树脂制备方法,消除了传统制备工艺导致的废水污染。通过技术集成创新,研发了5mg/100g以下甲醛释放刨花板及中密度纤维板制造技术,突破了提升产品品质和提高生产效率的技术关键,相关技术已实现大规模工业化生产转化。
在本项相关技术的倡导引领下,我国人造板工业已广泛使用共缩聚树脂胶黏剂,项目为我国人造板节能环保技术提升和生产线升级改造提供了实施方案与技术支撑。4家合作完成企业近三年累计实现产值约35.3亿元,新增利润5.9亿元,新增税收1.8亿元,取得了显著的经济效益和社会效益,具有广阔的推广应用前景。
本项成果研究和推广应用过程中,认定了一批成果、授权了一批发明专利、培养了一批研究生、发表了一批论文。
(四)主要完成单位及创新推广贡献语音会议
iomv西南林业大学
西南林业大学对项目创新点1、2、3、4作出主要贡献,对创新点5作出重要贡献。
西南林业大学是支撑本项目的3个课题的承担单位、1个课题的参加单位,主要负责各类课题的具体实
施,重点完成木材胶黏剂树脂合成反应机理量子化学方法研究、共缩聚树脂合成-结构-性能的相关性研究等工作,提出了共缩聚树脂合成的理论和方法,创建了共缩聚树脂结构形成跟踪研究的成套技术方法,发明了系列多组分甲醛系列共缩聚树脂及其制备方法,研发了高浓度甲醛制备共缩聚树脂的方法,负责提供共缩聚树脂人造板胶黏剂生产工艺技术,攻克共缩聚树脂人造板胶黏剂技术关键。
西南林业大学在项目实施过程中整合了高校和企业力量,充分发挥了高校与企业的积极性和有利条件,优势互补,基础研究和应用研究同时进行,项目成果
应用无缝对接企业生产实际,为项目的持续推进创造了条件。通过十余年产学研联合攻关,突破了甲醛系列树脂人造板胶黏剂关键技术,通过技术集成,实现了成套技术的工业化应用,为甲醛系列树脂人造板胶黏剂生产和产业转型升级提供有效科学技术支撑和示范。项目实施期间,为企业培养了一批技术骨干,提高了企业持续研发和创新的能力。相关人造板产品生产稳定,创造了重大的社会、经济效益。
山东东营正和木业有限公司
山东东营正和木业有限公司对项目创新点5作出主要贡献,参与创新点4工作,并作出重要贡献。
山东东营正和木业有限公司主要负责中密度纤维板用甲醛系列树脂胶黏剂的工业化生产技术研发、实
施和推广应用。通过技术集成,开展了中密度纤维板制备成套工艺参数优化,涉及树脂制备、固化复配、施胶体系、热压工艺技术等,研发了低甲醛释放、高耐水性、高强度中密度纤维板制备成套技术,形成系列自主知识产权,推动了我国中密度纤维板生产技术的升级改造。
云南新泽兴人造板有限公司
云南新泽兴人造板有限公司对创新点5作出主要贡献,参与创新点4研发工作,并作出重要贡献。
云南新泽兴人造板有限公司是支撑本项目的1个课题的承担单位、2个课题的参加单位,主要负责刨花板用甲醛系列树脂胶黏剂生产工艺技术转化和推广。完成了高浓度甲醛制备共缩聚树脂方法,负责高浓度甲醛制备共缩聚树脂制造相关工业化生产,完成了甲醛释放量5mg/100g以下刨花板开发研究工作,负责高性能刨花板制造技术的成果转化。协助西南林业大学完成各生产技术的研发和工业化生产试验。相关产品品质良好,社会、经济效益明显。
伯努利方程实验江西绿洲环保新材料股份有限公司
江西绿洲环保新材料股份有限公司参与创新点5的工作,参与创新点4研发工作,并作出重要贡献。
江西绿洲环保新材料股份有限公司与西南林业大学开展合作,研发了低甲醛释放中密度纤维板制备成套技术,有效改善了低摩尔比脲醛树脂所导致的树脂性能劣化及生产效率低下等技术难题,实现了提
升产品性能和提高生产效率的技术
关键。通过多元共聚共缩聚树脂实施,实现树脂的防潮环保性。
商丘市鼎丰木业有限公司
商丘市鼎丰木业有限公司参与创新点5的工作,并作出重要贡献。
商丘市鼎丰木业有限公司自2013年初与西南林业大学合作,开展了共缩聚树脂生产刨花板工艺技术工业化转化和推广工作。年产量25万m3,产品供应国内一线定制家具品牌,为我国人造板生产线升级改造提供了优良示范。
(五)推广应用情况
山东东营正和木业有限公司、云南新泽兴人造板有限公司、江西绿洲环保新材料股份有限公司、商丘市鼎丰木业有限公司4家完成单位近三年累计实现产值约35.3亿元,新增利润5.9亿元,新增税收1.8亿元,取得了显著的经济效益和社会效益,具有广阔的推广应用前景。气吸式玉米播种机
(六)曾获科技奖励情况多媒体互动教学系统
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