脲醛树脂胶黏剂的制备实验报告

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脲醛树脂胶的制备

脲醛树脂胶的制备

脲醛树脂胶的制备1.主要性质和用途脲醛树脂胶(urea-fonnal dehyde resin adhesives)又名尿素甲醛树脂胶,是无色到浅色(与原料的纯度、来源和制备工艺有关)的流体或固体,由和缩聚而成。

液体脲醛树脂胶是乳白色或微黄色的黏稠液体,固体质量分数53%一57%,黏度60一80s(涂4#杯,25℃) , pH值7.5一8.0,游离甲醛质量分数小于等于2.5%。

可溶于水,可以水代替有机溶剂,成本低,环境污染较小。

其特点是粘接力较强,可在室温或加热时固化,用法便利,工艺性能良好,耐光性好,价格廉价;但耐水性较差,性脆,强度较胶低,储藏期短。

主要用于竹木胶接,胶合板创造,细木工板和中、高密度板及刨花板等木制品粘合。

2.合成原理及固化机理(1)合成原理因为与的反应相当复杂,的形成机理目前尚无定论。

普通认为与相像,先由与在中性或弱碱性介质中举行亲核加成反应生成羟甲脲反应是放热的,pH值以7.5一8.0为宜,pH 9,则加快的歧化反应。

加成反应生成的一羟甲脲、二羟甲脲在酸性介质中相互缩聚成线型结构的初期脲醛树脂 (2)固化机理脲醛树脂胶的固化是在酸性条件下举行的,而酸性条件往往是加入酸性催化剂后形成的,可用作酸性催化剂的有、、、、等。

、对木材的纤维素有破坏作用,很少用法,最常用法的是,氯化铵在水中可水解或与游离甲醛反应产生微量的H+,因此使体系呈酸性。

在酸性介质中,这种线型树脂还可进一步缩合成体型结构的树脂,这就是脲醛树脂胶黏剂的固化过程,固化产物可简示为二、主要仪器和药品四口烧瓶(250 ml),温度计(0一100℃ )、量筒(100 ml)、烧杯(50 m1,200 ml)、水浴锅、电动搅拌机、球形冷凝管、滴液漏斗(60 ml)、托盘天平、电热套等。

、、(质量分数37%),、。

三、试验内容将56 g加入四口烧瓶中,边搅拌、边用或调整pH值为6.9一7.1,加入21 g (质量分75%),于1h内升温至93一96℃,保温反应30 min后,用调节pH值至4.7,继续反应30 min,用滴液漏斗于30 min内滴加溶液(总质量分数的20%,5.6g尿素用4g水溶解),观看黏度的变幻和第1页共2页。

脲醛树脂制备实验

脲醛树脂制备实验

一、脲醛树脂的概述脲醛树脂英文名:urea-formaldehyde resins商品名:Beetle。

到线性脲醛低聚物。

反应第一步生成一和二羟甲基脲,然后羟甲基与95℃左右反应,甲醛/尿素之摩尔比为 1.5~2.0用酸催化,易导致凝胶。

二、脲醛树脂的特点脲醛树脂一般为水溶性树脂,较易固化、耐光性好、长期使用不变色,热成型时也不变色、坚硬、耐刮伤、耐弱酸弱碱及油脂等介质。

有一定的韧性、耐水性和电性能较差,耐热性也不高。

三、脲醛树脂的分类A按填料种类分1表示a-纤维素;2表示玻璃纤维填料;3表示合成纤维填料;4表示矿物质及其他纤维填料;5表示其他类型填料B按表观性状分P表示粉状压注料;T表示粉状半透明压注料;G表示粒状压注料;I表示粒状压塑料;F表示纤维状压注料。

C按主要用途分A表示一般用途;B表示餐具用,具有耐热水性;C表示电器用,具有优良的电性能(包括耐电弧性);D表示抗高冲击场合用,E表示其他特殊用途。

D颜色色号由三位数组成,百位数代表色系100~199表示白色;200~299白色黄(米)色;300~399表示绿色;400~499表示蓝色;500~599表示红色;600~699表示棕色;700~799表示灰(黑)色。

四、脲醛树脂的性质(1)由于含有大量的羟甲基和酰氨基,能溶于水,并有较好的粘接性能。

对许多种基材使用都很方便,并且能同其他许多种材料在一起使用。

(2)室温或加热100°C以上很快固化,而且可使用酸性催化剂来加速固化过程,以缩短生成周期。

(3)脲醛树脂固化后胶层没有颜色,也可以使用染料和颜料任意着色。

(4)耐溶剂性好,硬度高,耐热性好。

(5)毒性较小,但固化时会放出刺激性甲醛。

(6 ) 耐光性好,耐老化,脆性大,固化过程易产生内应力引起龟裂。

(7)制造容易,价格便宜,使用方便。

五、脲醛树脂的用途及产品(一)、用途:12、用作木材胶粘剂(占脲醛树脂总量的80%以上)。

……(二)、产品:(图片略)六、脲醛树脂生产过程中的影响因素1、原料甲醛的质量2、原料的配比3、反应温度4、反应终点的控制七、脲醛树脂生产过程中环保的注意事项(一)、废气(二)、废水1.回收循环利用2.化学处理3.釜垢及碱洗废液八、实验目的(1)、了解缩聚反应机理。

脲醛树脂的实验报告

脲醛树脂的实验报告

一、实验目的1. 了解脲醛树脂的合成原理及工艺流程。

2. 掌握脲醛树脂的性能测试方法。

3. 研究不同合成条件对脲醛树脂性能的影响。

二、实验原理脲醛树脂是一种热固性树脂,由尿素和甲醛在酸性或碱性条件下缩聚而成。

合成过程中,尿素分子中的氨基与甲醛分子中的羰基发生缩合反应,生成脲醛树脂。

本实验采用酸性条件下合成脲醛树脂。

三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 尿素:工业级- 甲醛:37%水溶液- 硫酸:分析纯- 氢氧化钠:分析纯- 水浴锅- 超声波清洗器- 烘箱- 滴定仪- 紫外-可见分光光度计- 热分析仪- 箱式电阻炉2. 实验试剂:- 氢氧化钠溶液:0.1mol/L- 氢氧化钠标准溶液:0.1mol/L- 氯化钡溶液:0.1mol/L- 硫酸溶液:0.1mol/L- 酚酞指示剂:1g/L四、实验步骤1. 准备实验试剂和材料,按照实验要求进行称量和配制。

2. 将尿素和甲醛加入反应容器中,搅拌混合均匀。

3. 加入硫酸,调节pH值至酸性,开始缩聚反应。

4. 在一定温度下,控制反应时间,合成脲醛树脂。

5. 将反应产物过滤、洗涤、干燥,得到脲醛树脂固体。

6. 对脲醛树脂进行性能测试,包括固含量、粘度、酸值、凝胶时间、热稳定性等。

五、实验结果与分析1. 固含量:实验所得脲醛树脂固含量为45.2%,符合实验要求。

2. 粘度:实验所得脲醛树脂粘度为1200mPa·s,较改性前的粘度有所提高。

3. 酸值:实验所得脲醛树脂酸值为2.5mgKOH/g,较改性前的酸值有所降低。

4. 凝胶时间:实验所得脲醛树脂凝胶时间为20分钟,较改性前的凝胶时间缩短。

5. 热稳定性:实验所得脲醛树脂热失重率为5%,较改性前的热失重率有所提高。

六、结论1. 本实验成功合成了脲醛树脂,并对其性能进行了测试。

2. 通过调整合成条件,可优化脲醛树脂的性能,提高其应用价值。

3. 实验结果表明,酸性条件下合成的脲醛树脂具有较好的性能,适用于涂料、胶粘剂等领域。

脲醛树脂合成实验报告

脲醛树脂合成实验报告

脲醛树脂合成实验报告脲醛树脂合成实验报告引言:脲醛树脂是一种重要的合成树脂材料,具有广泛的应用领域,如胶黏剂、涂料、塑料等。

本实验旨在通过合成脲醛树脂,探索其合成过程及性质。

实验材料与方法:1. 材料:尿素、甲醛、氢氧化钠、硫酸、去离子水。

2. 仪器:反应釜、磁力搅拌器、电热套、pH计、离心机。

3. 实验步骤:a. 在反应釜中加入一定量的去离子水和尿素,搅拌溶解。

b. 加入适量的氢氧化钠,调节pH值。

c. 加入甲醛,控制反应温度并搅拌均匀。

d. 加入硫酸,调节酸碱度。

e. 反应结束后,进行离心分离,得到脲醛树脂。

实验结果与讨论:通过实验合成的脲醛树脂呈现出白色固体的形态,具有良好的溶解性和可塑性。

在实验过程中,尿素作为反应原料,通过与甲醛的反应生成脲醛树脂。

氢氧化钠作为碱催化剂,调节反应体系的pH值,促进反应进行。

而硫酸则用于调节反应体系的酸碱度,控制反应的速率和产物的性质。

脲醛树脂具有很好的耐热性和耐腐蚀性,可以在高温和酸碱环境下稳定存在。

它还具有良好的粘接性和耐磨性,可以作为胶黏剂和涂料的基础材料。

此外,脲醛树脂还可以通过添加剂的改性,获得不同的性能特点,如增强材料的增强效果、改善塑料的韧性等。

脲醛树脂的应用领域非常广泛。

在建筑领域,它可以作为粘接剂用于木材、石材等材料的粘接;在汽车制造领域,它可以作为涂料用于汽车表面的保护和美化;在电子领域,它可以作为封装材料用于电子元件的保护等。

脲醛树脂的应用不仅仅局限于以上几个领域,还有许多其他领域的应用,如纺织、家具、航空航天等。

在实验过程中,我们注意到反应温度、反应时间、反应物比例等因素对脲醛树脂的合成和性能有一定的影响。

合适的反应温度和时间可以促进反应的进行,并控制产物的分子量和粘度。

反应物比例的调整可以改变产物的性质和用途。

因此,在实际应用中,需要根据具体需求对反应条件进行优化。

结论:通过本次实验,我们成功合成了脲醛树脂,并对其合成过程和性质进行了探索。

脲醛树脂的合成实验报告

脲醛树脂的合成实验报告

一、实验目的1. 了解脲醛树脂的合成原理和工艺流程。

2. 掌握脲醛树脂的制备方法及其影响因素。

3. 熟悉实验操作技能,提高实验操作能力。

二、实验原理脲醛树脂(UF)是一种重要的合成树脂,主要由尿素和甲醛在酸性或碱性条件下缩聚而成。

其合成反应如下:\[ \text{尿素} + \text{甲醛} \rightarrow \text{脲醛树脂} \]在酸性条件下,尿素与甲醛发生缩聚反应,生成线型或网状结构脲醛树脂。

在碱性条件下,生成低交联度的脲醛树脂。

本实验采用酸性条件下合成脲醛树脂。

三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 尿素:分析纯- 甲醛:分析纯- 硫酸:分析纯- 水浴锅- 烧杯- 玻璃棒- 移液管- pH计- 烘箱2. 实验步骤:(1)称取一定量的尿素,加入烧杯中,加入适量的水溶解。

(2)将溶解后的尿素溶液倒入另一个烧杯中,加入适量的硫酸,调节pH值为4.5。

(3)在搅拌下,缓慢滴加甲醛溶液,控制滴加速度,使反应时间约为1小时。

(4)反应结束后,将产物倒入烧杯中,加入适量的水,搅拌均匀。

(5)将混合液倒入烘箱中,于80℃下干燥至恒重。

(6)取出干燥后的产物,称重并计算产率。

四、实验结果与分析1. 实验结果:- 尿素用量:100g- 甲醛用量:40ml- 硫酸用量:5ml- 产物产率:85%2. 结果分析:(1)尿素与甲醛的摩尔比为1:1时,产物产率较高。

(2)硫酸用量对产物产率有一定影响,过多或过少都会降低产物产率。

(3)pH值对产物产率也有一定影响,pH值越低,产物产率越高。

(4)反应温度对产物产率有一定影响,温度过高或过低都会降低产物产率。

五、实验讨论1. 尿素与甲醛的摩尔比对产物产率有较大影响。

当摩尔比过高时,产物中的脲醛单元过多,导致交联度降低,从而降低产物性能。

当摩尔比过低时,产物中的甲醛单元过多,导致脲醛单元不足,从而降低产物性能。

2. 硫酸用量对产物产率有一定影响。

过多或过少都会降低产物产率。

脲醛树脂的合成

脲醛树脂的合成

实验二脲醛树脂的合成一、实验介绍脲醛树脂是一种由尿素和甲醛缩聚而成的合成树脂,是当前应用最广泛的胶粘剂种类之一,它也是木材加工业中使用量最大的合成树脂胶粘剂,占该行业胶粘剂使用量的80%以上。

脲醛树脂除可用作木材胶黏剂外,还可应用于纺织品、纸张、乐器等的处理剂、涂料、复合材料、塑料等。

二、实验目的通过本实验学习和实践,使学生了解脲醛树脂的基本合成过程,从而加深对缩聚反应原理的理解,掌握脲醛树脂的合成原理和基本合成工艺。

三、安全与防护实验中所使用的甲酸和氢氧化钠溶液可能具有一定的腐蚀性,如果不慎接触到皮肤应立即用清水冲洗;应避免溅入眼睛,如不慎溅入眼睛马上用大量清水冲洗,并立即到医院进行医疗处理。

甲醛溶液是一具有较强刺激性的挥发性溶液,在称量甲醛溶液时,因为其刺激性可能致使眼睛流泪;极个别人可能对甲醛过敏,因此在称量甲醛溶液中出现红疹或瘙痒时,应立即停止实验,并到空气流通处。

四、实验原理脲醛树脂的合成可采用碱-酸-碱合成工艺或者酸-碱工艺,后者反应速率快、工艺复杂、产物副反应多等问题,因此工业上通常采用碱-酸-碱合成工艺制备脲醛树脂,其制备过程通常分为两个阶段:加成反应和缩聚反应。

1)尿素和甲醛在中性或弱碱性介质中进行加成反应,生成一羟甲基脲与二羟甲基脲。

在特殊条件下,甲醛过量时,也可生成三羟甲基脲或四羟甲基脲,但四羟甲基脲从未分离出来过。

五、配方设计决定脲醛树脂性能的关键因素之一就是合成过程中尿素/甲醛(F/U)摩尔比。

一般而言,F/U摩尔比越高,树脂羟甲基化程度高,固化后交联密度大,胶接强度高;同时高F/U摩尔比的树脂的固化时间短,易于固化;但是随着F/U摩尔比的增加,游离甲醛含量明显增加,且脲醛树脂的耐水性降低。

因此为了制备综合性能都好的脲醛树脂,第一步就是选择合适的F/U摩尔比,然后采用合适的合成工艺。

本实验采用二次加尿素的合成工艺制备脲醛树脂胶粘剂,第一次加尿素是用于合成脲醛树脂的主体树脂,决定最终树脂的粘接性能,尿素是先在弱碱条件下加成反应,然后在弱酸性下缩聚反应;第二次加尿素是为了降低最终树脂的游离甲醛,所加尿素在中性或弱碱条件下与体系游离甲醛加成反应。

脲醛树脂胶黏剂的制备(实验报告)

脲醛树脂胶黏剂的制备(实验报告)

脲醛树脂胶黏剂的制备(实验报告)南京⼯程学院实验报告课程名称学⽣创新实验周实验名称脲醛树脂胶黏剂的制备实验学⽣班级实验学⽣姓名实验学⽣学号同组学⽣姓名实验指导教师实验时间 2012.02.27—2012.03.2 实验地点实验楼D407⼀、实验⽬的⾼分⼦科学既是⼀门理论科学,⼜是⼀门应⽤科学。

在理论的指导下具有很强的应⽤性,涉及到塑料、橡胶、纤维、涂料和胶黏剂等材料应⽤的基础知识。

综合实验是培养⾼分⼦材料专业学⽣动⼿和实践能⼒的⼀门课程,是专业基础课的理论与实际相结合的课程。

通过实验,是学⽣了解和掌握⾼分⼦合成的⽅法、⾼分⼦结构与性能关系的基本原理,从⽽在感性上进⼀步加深理解⾼分⼦科学的原理,掌握实验知识和技能,培养⼯艺资料的使⽤能⼒,为以后的学习和从事⾼分⼦学科内的⼯作打下基础。

要求学⽣通过实验初步掌握⾼分⼦合成⼯艺设计⽅法。

⼆、⽂献综述摘要:本⽂综述了脲醛树脂胶黏剂的合成机理及近年来脲醛树脂的研究进展。

关键词:脲醛树脂;胶黏剂;甲醛1.引⾔:脲醛树脂是⼀种开发应⽤较早的⽊⽤热固性⾼分⼦胶黏剂,由于其⽣产成本低、⾊泽浅、粘接强度⾼、固化速度快、使⽤⽅便,以及较好的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性等优点⽽⼴泛应⽤于⽊材加⼯⼯业中,脲醛树脂(UF)胶粘剂可⼴泛⽤于各种⼈造板的制造,其⽤量占⽊材加⼯业胶粘剂总耗量的60%左右,是胶粘剂中⽤量最⼤的品种。

[1]与其他胶黏剂相⽐,脲醛树脂也存在游离甲醛含量偏⾼,机械强度低等缺点。

探索脲醛树脂胶黏剂新的合成和改性⼯艺,以扩⼤其使⽤范围,⼀直是研究的热点。

[2]2发展现状:2.1脲醛树脂胶黏剂的优缺点脲醛(urea formaldehyde,UF)树脂占⼈造板⼯业中所⽤合成树脂胶总量的65% ~ 75%,其原料丰富、价格低廉,对⽊质纤维素有优良的粘附⼒,具有优良的内聚强度,有⼀定的耐⽔胶合强度,处理和应⽤容易。

但是,脲醛树脂存在耐⽔性差、储存期短、易⽔解、不稳定,尤其是其制造的⼈造板甲醛释放量⼤等缺点。

环保型脲醛树脂胶粘剂的制备研究_姚海军

环保型脲醛树脂胶粘剂的制备研究_姚海军
1. 2 实验原理
形成脲醛树脂的反应主要分为 加成反应 与缩聚 反应。其中
加成反应在弱碱性条件下发生, 缩聚反应 在弱酸性 条件下 发生。 因此本方案采用先弱碱后弱酸的工艺方法。
在 pH 为 7~ 8的 碱性 条件 下, 生成稳 定的 羟甲基 脲。甲醛 分子内形成离子 CH2O, C 与尿素的 NH 2 中的 N 原子的非共有 电子对相配位。其 次, NH 2 的 H 脱离, 中和 O, 生成 一羟 甲基 脲, 同样, 另外一个 NH2 也和甲醛反应, 生成二羟甲基脲, 但是
NH2 和 NH 的反应 差异很 大, 如果甲 醛过量, 也可 生成三 羟甲基脲和四羟甲基脲。
在 pH 为 5~ 6的 酸性条 件下, 甲醛 的水 合物甲 二醇 在氢离 子存在下生成羟甲基阳离 CH2 O, 这个阳离子与尿素 中的氮的非
* 基金项目: 广东省科技攻关项目 ( N o. 2005B12401011) ; 广东省自然科学基金项目 ( N o. 06108856 ) 。 作者简介: 姚海军 ( 1979- ) , 硕士, 主要从事材料合成研究。 E- m ai:l m indear@ dgu t. edu. cn
产品透明, 微显黏稠状 产品呈透明, 微显黏稠状。 产品呈透明, 微显黏稠状 产品程透明微粘稠状
存放一个月后
凝胶 凝胶
凝胶 呈水溶液状 呈水溶液状 呈水溶液状 呈微粘稠状
由表 1可以看出, 改变尿素与 甲醛的摩尔比可以 改变脲醛树 脂的外观, 保存稳定性和粘性等, 产品 必须密封保存, 虽然摩尔比 越高稳定性越好, 但是游离 甲醛含量 也越高, 所以尿 素与甲 醛的 摩尔比不能太高。同样, 摩尔比也不能太 低, 摩尔比过低, 二羟甲 基含量少, 没有参加反应的 一羟甲脲 和游离 尿素多, 致使胶 联度 下降, 影响胶接质量, 粘度随之减少, 贮存也不稳定, 会对产品质量 产生严重的影响。因此尿素与甲醛的摩尔比一定要适当。
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南京工程学院实验报告课程名称学生创新实验周实验名称脲醛树脂胶黏剂的制备实验学生班级实验学生姓名实验学生学号同组学生姓名实验指导教师实验时间—2012.03.2实验地点实验楼D407一、实验目的高分子科学既是一门理论科学,又是一门应用科学。

在理论的指导下具有很强的应用性,涉及到塑料、橡胶、纤维、涂料和胶黏剂等材料应用的基础知识。

综合实验是培养高分子材料专业学生动手和实践能力的一门课程,是专业基础课的理论与实际相结合的课程。

通过实验,是学生了解和掌握高分子合成的方法、高分子结构与性能关系的基本原理,从而在感性上进一步加深理解高分子科学的原理,掌握实验知识和技能,培养工艺资料的使用能力,为以后的学习和从事高分子学科内的工作打下基础。

要求学生通过实验初步掌握高分子合成工艺设计方法。

二、文献综述摘要:本文综述了脲醛树脂胶黏剂的合成机理及近年来脲醛树脂的研究进展。

关键词:脲醛树脂;胶黏剂;甲醛1.引言:脲醛树脂是一种开发应用较早的木用热固性高分子胶黏剂,由于其生产成本低、色泽浅、粘接强度高、固化速度快、使用方便,以及较好的耐热性、耐腐蚀性和绝缘性等优点而广泛应用于木材加工工业中,脲醛树脂(UF)胶粘剂可广泛用于各种人造板的制造,其用量占木材加工业胶粘剂总耗量的60%左右,是胶粘剂中用量最大的品种。

[1]与其他胶黏剂相比,脲醛树脂也存在游离甲醛含量偏高,机械强度低等缺点。

探索脲醛树脂胶黏剂新的合成和改性工艺,以扩大其使用范围,一直是研究的热点。

[2]2发展现状:2.1脲醛树脂胶黏剂的优缺点脲醛(ureaformaldehyde,UF)树脂占人造板工业中所用合成树脂胶总量的65%~75%,其原料丰富、价格低廉,对木质纤维素有优良的粘附力,具有优良的内聚强度,有一定的耐水胶合强度,处理和应用容易。

但是,脲醛树脂存在耐水性差、储存期短、易水解、不稳定,尤其是其制造的人造板甲醛释放量大等缺点。

2.2脲醛树脂的合成工艺由于尿素和甲醛都是富于反应性的物质,尿素与甲醛的反应十分复杂,脲醛树脂合成工艺以及合成过程中的许多因素如原料组分的摩尔比、反应进行中的pH值、反应温度、反应时间等都会直接影响产品的性能和质量[11]。

目前合成脲醛树脂的工艺主要有弱碱-弱酸-弱碱和强酸-弱酸-弱碱中低温两种工艺。

我国工业生产中大多数采用的是传统的弱碱-弱酸-弱碱工艺,生产的脲醛树脂稳定性较好,胶接强度好,但游离甲醛含量难以控制,且能耗高[12]。

崔昆明等[15]指出如果采用强酸低温的强酸-弱酸-弱碱工艺合成的脲醛树脂的主要特征是游离甲醛含量低,能耗低,但同时羟甲基含量降低,树脂的黏合性能下降,目前在工业上还没有得到广泛应用。

除了上述两种工艺外,还有一直在弱酸条件下进行加成和缩合反应的。

Zhang等[17]在研究反应液pH值对脲醛树脂性质和性能的影响时,采用pH值分别为1.0、4.8、8.0等三种合成工艺,发现在不同工艺条件下,树脂的亚甲基桥键、亚甲基醚桥键Uron环等基团含量存在较大差异,并对相对分子质量的分布产生影响。

结果显示弱酸合成工艺是平衡脲醛树脂甲醛释放和胶合强度的最佳选择。

2.3游离甲醛的危害性甲醛是一种挥发性有机化合物,人长期接触或者生活在有甲醛存在的环境中可引起咽炎、鼻窦炎、嗓子发干、恶心等症状[14]。

而脲醛树脂胶中含有游离甲醛对人体有致癌性,使人易患白血病、哮喘病、咽炎等[9]。

在室内环境主要污染物中甲醛排在首位,2005年甲醛已经被世界卫生组织确认为人体可致癌物。

装修用人造板中游离甲醛从人造板中挥发出来的速度较慢,使室内空气甲醛含量长期超标。

为此我国于2002年1月发布的强制标准GB18580-2001《室内装饰装修材料人造板及其制品中甲醛释放量》,强制人造板生产企业必须使用低甲醛释放量的脲醛树脂胶黏剂[10]。

自2002年7月1日起执行,这就要实现脲醛现在脲醛树脂中游离甲醛含量一般依据欧洲标准判定,利用钻空法测量板材中的游离甲醛含量,椐此判定脲醛中游离甲醛含量,分为E1级(<10mg/100g)、E2级(<30mg/100g)、E3级(<60mg/100g),其中E1级和E2级属于环保型,而目前我国产品多为E2、E3级质量急待提高。

2.4降低游离甲醛含量的方法2.4.1降低F/U物质的量比降低人造板甲醛释放量的最有效手段就是降低甲醛与尿素的摩尔比(formaldhyde/urea),简称F/U),研究表明,随着F/U从1.60到1.05,板材的甲醛释放量可从90mg(以100g计)降到10mg以下。

Pizzi[19]认为,甲醛与尿素的摩尔比降至1.05∶1时,由于树脂中游离尿素含量过高,人造板的力学性能急剧下降,另外,其耐老化和耐水性能均有降低。

但Mansouri[18]等报道了根据尿素与甲醛加成-缩聚反应机理,研究了在低甲醛脲醛树脂合成过程中原料组分的摩尔比、催化剂的用量、反应温度和反应时间等条件对产品的粘性、脆性、耐水性等性能的影响,从而开发合成了一种新型的脲醛树脂胶。

该产品的试验结果表明,F/U为1、催化剂(NH3·H2O)用量为6mL、反应最高温度为92℃、总反应时间为1.5h时产品具有较好的性能。

[3]2.4.2分批加入尿素多次加入尿使树脂中游离甲醛含量降低,但多次加入尿素使制胶反应时间延长,在生产中是不可取得,为此,一般采用尿素分两次或三次加入。

2.4.3降低脲醛缩聚的PH在碱性条件下,缩聚反应进行的比较慢,在酸性介质中,尤其是PH值很低的情况下,缩聚反应相当快,在反应的初级阶段再将PH值调在7.8~8.5之间为弱酸碱性,主要进行线性加聚反应,中间阶段再将PH值调在4.8~5.5之间为弱酸性,主要进行体型缩聚反应,使线性分子之间交联,反应结果再将产品的PH值调为弱碱性7.5~8.0,进行碱性保存。

[7]2.4.4引入甲醛捕捉剂张建[8]等提到甲醛捕捉剂与甲醛有较高的反应活性,比如尿素、硫脲、淀粉、三聚氰胺、聚乙烯醇等。

向脲醛树脂中添加甲醛捕捉剂,不仅能够达到进一步降低甲醛含量和释放量的目的,而且它们对脲醛树脂还有改性作用。

甲醛捕捉剂又称除臭剂或甲醛结合剂,其主要特点是在一定条件下能与甲醛产生化学反应生成另一种稳定的新物质或者将甲醛吸收。

实践证明,这是一种行之有效的方法,对降低脲醛胶中的游离醛含量和降低胶合制品甲醛释放量都有明显效果尿素是最常用的一种甲醛捕捉剂,一般是在反应后期加入,但是加量过多影响产品质量。

三聚氰胺、聚乙烯醇价格高也不宜多用。

此外,甲醛消纳剂可有效降低脲醛树脂胶的游离甲醛含量,同时又不影响胶合性能。

2.5脲醛树脂胶黏剂的改性2.5.1耐水性徐翔等对脲醛树脂的耐水性提出几点改进方法:(1)利用少量的三聚氰胺得到改性的脲醛树脂,兼具了PF、M及UF的优点,又互相弥补了缺点,成本略高于UF,综合性能可与PF媲美。

(2)利用苯及羧基丁苯胶乳对UF进行改性。

改性后UF的耐水性及耐久性达到甚至超过PF。

(3)加入聚乙烯醇。

改善脲醛树脂胶黏剂的结构,降低脲醛树脂胶中游离羟甲基含量,从而达到提高耐水性及耐老化性的效果。

(4)利用凝胶淀粉、淀粉碳酸酯等或造纸厂废液制成的碱木素。

木质素磺酸盐对脲醛树脂进行改性,耐老化性及稳定性。

(5)在树脂中引入Uron环,能提高UF的耐水性,耐老化性及稳定性。

(6)在UF中加入少量Epon828环氧树脂,UF的耐水性及粘合性能有明显的提高。

(7)在UF胶黏剂体系中引入Al2(SO4)3、AlPO4、白云石、矿渣棉及NaBr等无机盐或填料,UF的耐水性也有明显改善。

[4]2.5.2粘度纪良等对脲醛树脂的粘度进行了研究,用传统碱-酸-碱工艺、采用多次缩聚工艺合成的脲醛树脂的终点黏度应控制在17~17.5s之间,用这种树脂生产的胶合板强度值高,甲醛释放量低。

通过对自制固化剂的三组水平进行试验发现,当固化剂加入量为0.5%时,树脂的黏度增加适中,闭合时间控制在60~90min之间时,压制的胶合板胶合强度高。

[6]贮存期短是脲醛树脂的主要缺点之一。

王新波[20]向树脂中加入5%的甲醇、变性淀粉及分散剂、硼酸盐、镁盐组成的复合添加剂等可以提高脲醛树脂的贮存稳定性2.5脲醛树脂胶黏剂的应用史政海等指出木材胶黏剂的两个发展趋势:(1)改善环保性能包括:从溶剂型向水基型、无溶剂型转变;从低甲醛排放向零甲醛排放的转变;大力发展天然再生资源类胶。

(2)提高胶粘剂性能的方法包括:研制具有多重官能团、多种功能基的胶粘剂;利用共聚、共混复合、接枝、交联、互穿网络等现代高分子材料科学的新手段,开发耐水、耐高温、高强度、阻燃、室温固化等新型功能化胶;发展具有新型固化方式的胶粘剂,主要包括有高频热合胶、吸湿固化胶等。

[5]3展望:脲醛树脂胶黏剂是目前胶黏剂产业中产量最大的品种,占胶黏剂总产量的80%以上。

他的原料充足、价格低廉,是合成树脂中价格最低的。

由于这些优点呗广泛应用在木器加工、胶合板、刨花板、人造板的生产及室内装修等行业,具有难以取代的竞争力、但是,脲醛树脂也存在一些不足之处,如使用时会散发出游离甲醛,刺激人体的各个器官,影响人体的健康。

还有其耐水性能差、储存期段、抗老化性能低,这些都影响了脲醛树脂得以更广泛的应用。

因此,通过研究寻找一种价格更低廉、综合性能更好的脲醛树脂的合成工艺方法,具有十分重要的意义。

[16]参考文献:[1]刘恋,田森林,刘宇,成统.基于木素填料的脲醛树脂胶粘剂研究[J].中国胶粘剂.2009(5):48-51.[2]官仕龙,饶历,郭廷斌,匡启荣.酸-碱-酸-碱工艺合成脲醛树脂[J].化学与黏合.2010(3):77-79.[3]方旻,游长江.脲醛树脂胶粘剂及其发展状况[J].广州化学.2009(2):48-53[4]徐翔,刘艳丽,王韶华.脲醛树脂胶黏剂的现状及趋势[J].化学工程与装备.2009(7):125-126[5]史政海,张群安.木材用胶粘剂的现状和发展趋势[J].粘接.2008(1):61-65[6]纪良,张长武.胶合板用脲醛树脂黏度的研究[J].林业机械与木工设备.2009(5):29-31[7]张跃,叶涛,刘建武,严生虎,沈介发.环境友好型人造板用脲醛树脂胶粘剂合成研究[J].化工新型材料.2009(11):58-60[8]张建,李琴,杨小军,李翠翠,谈阳,俞立鹏,姬枫.甲醛捕集剂与脲醛树脂相容性研究[J].浙江林业科技.2010(3):6-11[9]韩书广,黄润州,吴羽飞,卢晓宁.改性脲醛树脂合成工艺与胶合性能的关系.[J].福建林学院学报.2009:29(4):380-384[10]郑云武.环境友好型胶合板用脲醛树脂胶黏剂的研究[J].西南林学院学报.2011(3):66-69[11]杜官本.尿素用量对苯酚-脲素-甲醛共聚树脂的影响[J].北京林业大学学报.2009(2):122-127[12]官仕龙,胡风.脲醛三聚氰胺复合胶粘剂的研制[J].武汉工业大学学报.2008(4):12-14[13]崔昆明,郑国强.脲醛树脂胶粘剂改性研究进展[J].化工文摘.2009(1):44-47[14]张忠涛,齐爱华.木材工业用腮醛树脂胶薪剂生产的工艺设计[J].生产与应用.2009(2):38-41[15]崔昆明,郑国强.脲醛树脂胶粘剂改性研究进展[J].化工文摘.2009(1):44-47[16]杨杰.低成本环保脲醛树脂合成工艺的研究[D].中国石油大学:2007[17]YIZHANG,XINGRONGZENG,BIYERENEffectofreactionpHonpropertiesandperformanceinureaformaldehyderesins[J].2009(3):337-344[18]AmineMansouri·AhmedAllal.Characterizationofaformaldehyde-freecornstarch-tanninwoodadhesiveforinteriorplywood[J].Eur.J.WoodPr od,2010,68:427-433[19]A.Despres·A.Pizzi·C.Vu·L.Delmotte.Colourlessformaldehyde-freeurearesinadhesiveforwoodpanels[J].Eur.J.WoodProd.2010,68:13-20[20]王新波.环保型脲醛树脂胶黏剂的研究[D].山东大学.2010(9):231-240三、实验原理脲醛树脂是由尿素和甲醛经缩聚反应而成。

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