苯酚改性脲醛树脂
酚醛树脂与脲醛树脂

酚醛树脂酚醛树脂是酚与醛经缩合而成的树脂的统称,以苯酚和甲醛树脂最为重要。
分为热塑性和热固性酚醛树脂两类。
合成酚醛树脂常用的原料有苯酚、甲酚、间苯二酚、间甲酚、对叔丁基酚和甲醛、糠醛等。
热塑性酚醛树脂是在酸性催化剂(如盐酸、草酸、磷酸)、酚过量(酚与醛物质的量比为6/5或7/6)的条件下,经缩聚制得;热固性酚醛树脂是醛过量(醛与酚物质的量之比7/6),在碱性(如氢氧化钠、氢氧化钡、氨水)催化剂中缩聚而成。
现以苯酚与甲醛为例,其基本反应过程可表示如下:第一步生成羟甲基苯酚,在一定条件下,还可生成二羟甲基苯酚和三羟甲基苯酚:生成的羟基仍具有活性,可与甲醛、苯酚或羟甲基反应,只要有上述3种物质存在,反应就会不断地进行,生成高分子化合物。
适当地控制反应条件(如反应介质的pH、酚与醛的物质的量之比等),可得到具有不同性能的酚醛树脂。
与其他热固性树脂相比,酚醛树脂的优点:①固化时不需要加入催化剂、促进剂,只需加热、加压。
②固化后密度比聚酯树脂小,机械强度、耐化学腐蚀及耐湿性良好。
③热强度高,变形倾向小。
缺点是:脆性大,颜色深,固化速度慢,贮存期短,加工成型压力高。
酚醛树脂可制成模压、层压制品,用于电器零件、高绝缘材料(俗称“电木”),还可用做涂料、粘合剂等。
由苯酚和甲醛缩合生成酚醛树脂的反应可由酸或碱催化,历程和产物性质有所不同。
碱催化过程中,随着聚合程度由小到大,先生成可溶于有机溶剂的树脂,继而得到不溶但可溶胀、加热时不熔但变软的树脂,再继续反应,得到不熔(热固性)、不溶的树脂,称为酚醛树脂。
酸催化过程中也有平均分子量由小到大的过程,但各种分子量的产物都可溶于有机溶剂,为热塑性。
碱催化得到交联结构的树脂,具有良好的绝缘、耐温、耐老化、耐化学腐蚀等性能,用于电子、电气、塑料、木材、纤维等工业。
酸催化一般得到线性结构的树脂状物,主要用于油漆工业脲醛树脂urea-formaldehyderesins又称脲甲醛树脂,是尿素与甲醛反应得到的热固性树脂。
环保型脲醛树脂的改性

环保型酚醛树脂胶黏剂黄建隆胡青春(武夷学院生态与资源工程系11级高分子材料与工程)摘要:低毒化改性剂是指为了降低脉醛树脂及其制品毒性而在胶薪剂合成过程的不同阶段加入或在胶薪剂使用前加入的各种添加剂。
从脉醛树脂胶薪剂游离甲醛的界定及其人造板甲醛释放机理、低毒化改性剂的国内外研究现状、低毒化改性剂的作用机理与选用原则等儿个方而,综述了近儿年来脉醛树脂胶薪剂低毒化改性剂的研究进展。
前言脉醛树脂胶x剂是我国木材工业用量最大的合成树脂胶x剂,占木材加工业胶x剂总消耗量的60%多,占人造板用胶量的90%左右。
脉醛树脂胶x剂具有诸多优点,如较高的胶接强度、高的耐冷水性能、中等耐热水性能;固化迅速;与水混溶性好,易调制合适的x度和浓度等;但其用量大的根本原因是价格优势一一它是合成树脂胶x剂中价格最低的。
然而,脉醛树脂胶x剂及其胶接产品在使用程中会不断释放出甲醛,对人体有害,这在很大程度上限制了它的使用范围【1】。
1脲醛树脂胶黏剂的合成经典的树脂合成理论把脉醛树脂的合成分为两个阶段,该理论合成出的脉醛树脂为三维网状结构。
第一阶段为甲醛与尿素在弱碱性(pH=8-9 )或中性条件下进行的加成反应,此阶段主要发生轻甲基化反应,尿素氨基上的氢与甲醛发生轻甲基化反应,可以生成一轻甲基脉、二经甲基脉。
在甲醛过量的情况下,反应中会有三轻甲基}]E'c、四轻甲基脉的生成,但是这两者的存在只有间接地证明,而且,从来没有从反应中分离出过四经甲基脉。
第二阶段为在酸性条件下进行的加成和缩聚反应,这个阶段的反应在脉醛树脂的合成过程中是最重要的阶段。
当反应液的粘度达到一定的程度时,将反应液调节为中性,然后降温出料,可以得到初期的脉醛树脂缩合液。
脉醛树脂存在着贮存期短、耐水和耐老化性能差、稳定性差等问题,尤其是游离甲醛高的问题更是引起了人们的注意。
针对改善脉醛树脂的性能方面,人们已经做了大量的研究。
在合理的控制甲醛/尿素摩尔比、反应时间和温度等合成工艺的前提下,可以采取加入改性剂的方法来改善树脂的性能。
脲醛树脂研究报告

脲醛树脂研究报告
脲醛树脂是一种热固性树脂,通常是由三种物质混合而成,分别
为脲、甲醛和苯酚。
这种树脂的主要用途是作为粘合剂和涂料基材。
它具有耐化学腐蚀性、耐磨损性、耐高温性和防火性等优良特性。
脲醛树脂的制备过程相对简单,一般包括三个步骤:首先将脲和
甲醛混合,在碱性条件下进行加热反应,生成脲醛预聚体;其次在苯
酚存在下,将脲醛预聚体进一步聚合,制备成脲醛树脂;最后加入适
量的催化剂,使其热固化,形成固体树脂。
在工业生产中,脲醛树脂常常被用于制造木材板材、家具板材、
汽车内饰件、织物涂层、化肥包装袋、机械零件等各种产品。
这种树
脂不仅强度高、耐腐蚀,而且耐高温、难燃,因此使用范围非常广泛。
然而,脲醛树脂也存在一些潜在问题。
首先,它的制备过程涉及
到苯酚等有毒有害物质,如果操作不当,容易对生产工人造成危害。
其次,它的耐久性和抗水性较差,在潮湿环境中会出现开裂、变色等
情况。
此外,由于脲醛树脂本身的硬度较大,加工难度较高,因此在制造过程中需要技术要求高的工人。
总之,脲醛树脂是一种具有优良特性的热固性树脂,尤其是其耐高温、防火等性能,在工业生产中得到了广泛应用。
但同时,也需要注意生产中的安全问题,并寻找改进材料的方法,提高其耐久性和加工性,更好地服务于各个领域的需求。
苯酚改性脲醛树脂在造纸工业中的应用前景

随着 科 学技 术 的 飞速 发 展 , 息交 流越 来 信 越显 示 出重 要 的作 用 , 人类 对 纸 张 的要 求也 越 来越 高 , 统 的 造纸 助 剂 大 多数 已 不能 满足 人 传 们 日益增 长需要 , 型造 纸化学 品 的研发 , 新 传统 造纸 化学 品 的改性研 究 已迫在 眉睫 。
摘
要
介 绍 了苯 酚 改性 脲 醛树 脂 ( UF) 它 克 服 了脲 醛 树 脂 ( P . UF) 水 、 热 、 老 化 性 能 差 及 使 用过 程 中 耐 耐 耐
释 放 甲 醛 、 存 期 短 等 缺 点 。 并 对 苯 酚 改性 脲 醛 树 脂 涂 布 纸 抗 水 性 进 行 了测 试 . 出 其 在 造 纸 抗 水 剂 领 域 具 有 很 贮 得
性 , 用 作室 外特 种纸 的加 工材料 。 可 2 苯酚 改性 脲醛 树脂 ( U ) P F
甲醛 的释 放量 随摩 尔 比减少 而 降低 。 甲醛 的使
用 量 接 近 理 论 量 时 , 低 的 幅 度 最 大 , 摩 尔 比 降 但
的 降低 , 使树 脂 的 交 联度 、 水 性 、 会 耐 固化 时 间 下降 , ] 由此 可见 , 甲醛 的使用 量 的减 少也 是有
树脂 交联剂 的 主要 特 点 是 :( ) 合 于 低 固含 1适 量 的涂料 和底涂涂 料体 系 , p 低 时 固此 快 , 其 H 在 中性 和碱 性 条件 下 效果 较 差 , 在 贮存 和使 且 用 中有较 浓 的 甲醛 气 味 , 品本 身 的 稳定 性 较 产
纤 维 是亲水 性 的 , 般纸 张被水 湿透后 , 一 纤 维发 生膨 胀 , 维之 间键 力减 弱 , 而失去其 大 纤 从 部分 强度 , 下部 分 强 度 通 常 称 为湿 强 度 。一 余 般 来 说 , 强 度 大 于 l 的 纸就 成 为 湿 强 纸 。 是 5
改性脲醛树脂

改性脲醛树脂
脲醛树脂的改性脲醛树脂有较好的耐溶剂性,可耐以下的热水,但不耐沸水。
为了改进其耐水性,常用苯酚、三聚氰胺等进行改性。
1.苯酚改性脲醛树脂在脲醛树脂的合成过程中,加入尿素量的的苯酚进行缩聚,这样就改变了原来脲醛树脂的化学组成,使固化树脂的性能有所改善。
苯酚改性脲醛树脂胶粘剂固化后胶层的机械强度、耐水性、耐久性及粘附力均有提高。
2.三聚氰胺改性脲醛树脂在脲醛树脂的合成过程中,加入尿素用量的三聚氰胺一起缩聚,可提高胶粘剂的耐水性、耐热性。
加入三聚氰胺的量越多,耐热与耐水性越好,但胶粘剂的粘结性有所下降,成本增加。
将脲醛树脂与脲-三聚氰胺树脂以一定比例混合,其耐老化性、耐水性较好。
3.糠醇改性脲醛树脂在脲醛树脂合成过程中加入一定量的糠醇进行缩聚,制得的胶粘剂粘附力较强,耐水性和耐酸、碱性能也有改善。
4.聚醋酸乙烯乳液改性脲醛树脂为了改进脲醛树脂的脆性,耐老化性差等性能,常常在脲醛树脂中加入()的聚醋酸乙烯酯乳液,增加韧性,降低脆性,改善胶的防老化性。
改性脲醛树脂的制备与应用

改性脲醛树脂的制备与应用摘要:随着时代的快速发展,我国工业领域逐渐突破传统材料的束缚,持续挖掘树脂类的广泛应用途径,本文主要针对改性脲醛树脂的制备与应用进行深入探究,详细内容如下。
关键词:改性;脲醛树脂;制备;应用;引言:改性脲醛树脂在工业中被广泛应用,并且为诸多领域带来了巨大的经济价值;但制备改性脲醛树脂的过程中,其反应过程较为复杂,需要对其生产过程中进行严格控制,综合清除影响因素,切实保证其整体性能,不断提升制品质量。
1.改性脲醛树脂的应用改性脲醛树脂一般在工业中应用较为广泛,具体应用过程如下;1.1粘接剂在通常情况下未改性脲醛树脂可直接作为粘接剂,但其粘结性能与酚醛树脂等相比较,应用优势并不突出,因其在固化后常会出现龟裂的现象,而且耐性水也相对不高,还会向空气中散发出刺鼻的气味(甲醛),针对这些应用缺点,可对其进行改性,而改性后的脲醛树脂保持原有的粘结性能,并有效改善了其防水性能与龟裂现象;在改性脲醛树脂的过程中,采用苯酚、脲醛共聚、间苯二酚等成分改善其胶层的抗水性能,而且还在其中加入氨类、尿素等元素,促使与甲醛充分反应,避免造成过多的甲醛散发出来;在众多实验材料中,苯酚的对改性脲醛树脂的作用较高,而且还可降低有利甲醛的含量,耐水性、耐热性均有提升。
当脲醛树脂与淀粉进行反应,进而得到改性脲醛树脂,这类粘接剂可用在粘结食物包装中[1]。
1.2织物整理改性脲醛树脂可作为织物整理剂,利用该项功能与作用,可显著提升人造纤维、棉、麻等织物的抗水性及防水性能等,还可提高织物的染色牢度。
当使用甲醛对脲醛树脂进行改性时,会得到甲醚化羟甲基脲树脂,将其应用在织物之中,可避免织物出现褶皱;当使用乙二醛对脲醛树脂进行改性时,会得到甲基二羟基乙烯脲树脂,该成分应用至织物之中,会增强织物的手感,促使织物富有一定弹性;当用磷酸对脲醛树脂进行改性时,可大大提升织物的阻燃性能;在织物领域,因脲醛树脂制备方便,且价格低廉,所以被广泛应用[2]。
苯酚改性脲醛树脂

目录1、课程设计目的 (2)2、课程设计的背景 (4)2.1脲醛树脂的合成 (4)2.1.1脲醛树脂的合成原理及工艺 (4)2.1.2脲醛树脂的固化机理 (6)2.1.3脲醛树脂固化剂旳种类 (6)2.2脲醛树脂胶的改性研究 (7)2.2.1脲醛树脂胶的耐水性的改进 (7)2.2.1.1 UF胶耐水性差的原因 (7)2.2.1.2改进UF胶耐水性 (8)2.2.2脲醛树脂胶的稳定性的改进 (8)2. 2. 3 脲醛树脂粘接性能的改进 (9)2.2.4脲醛树脂的耐老化性的改进 (9)2.2.5降低脲醛树脂胶的游离甲醛释放量的探究 (9)2.2.5.1 UF胶合成过程中释放游离甲酸 (10)2.2.5.2胶接制品释放甲酸的原因 (11)2.2.5.3降低游离甲醛含量的方法 (11)2.2.6几种新型改性脲醛树脂胶黏剂 (12)2.2.6.1 氧化淀粉改性 (12)2.2.6.2 三聚氰胺改性 (12)2.2.6.3新型有机硅改性 (12)2.3脲醛树脂的研究进展介绍 (13)2.3.1 研究的现状与趋势 (13)2.3.2研究展望 (13)3、课程设计内容 (15)3. 1 设计题目 (15)3. 2 设计方案 (15)3. 3 分析与讨论 (16)4、总结 (17)参考文献 (18)1、课程设计目的我国人造板产量已经超过1亿立方米,产量居世界首位,成为世界第一人造板生产大国主要使用酸类合成树脂胶粘剂[1]。
脲醛树脂是生物质复合材料制造行业中广泛应用的一种高分子材料。
由于脲醛树脂无色、成本低廉、工艺性能好,以及良好的胶接性能,一直都是木材加工业中最主要、使用量最大的合成树脂胶粘剂,也是世界合成树脂胶粘剂生产量最大的胶种之一[2]。
随着人类创造和使用材料能力的提高,脲醛树脂应用技术也得到了不断的完善。
然而,当采用更小尺度的增强体单元进行复合,以期望得到具备更多优异性能的材料时,制造的生物质复合材料仅仅以单一脲醛树脂为基体则暴露出许多的缺点:如甲醛释放、耐水性较差、强度较低等[3]。
脲醛树脂胶粘剂的改性方法

脲醛树脂胶粘剂的改性方法脲醛树脂胶粘剂的改性方法木材加工工业中主要采用胶黏剂来制造胶合板、刨花板、纤维板、装饰板、家具及木器,使用胶黏剂的数量约占合成胶黏剂总量的75%,是应用胶黏剂最多的工业部门。
脲醛胶、酚醛胶、三聚氰胺-甲醛胶是人造板工业三大传统用合成胶。
脲醛树脂胶黏剂具有较高的粘接强度、耐水性好、固化速率快、固化后胶层的颜色浅、粘度易调等特点,在木材加工中得到广泛的应用。
目前脲醛树脂胶黏剂占人造板用胶量的90%以上,占木材加工业总消耗量的60%多。
脲醛树脂虽然使用方便,用量很大,同时也存在着初粘差、收缩大、脆性大、不耐水、易老化、游离甲醛和固化放出甲醛污染环境,损害健康等缺点,必须对其进行改性,提高性能,扩大应用。
现将改性途径简介一下。
1、提高脲醛树脂胶初粘性提高脲醛树脂的初粘性,可加入聚乙烯醇、聚乙二醇、羟甲基纤维素等,但价格较高,选用淀粉类物质最为合适,尤其是淀粉在脲醛树脂合成开始就加入,效果更好。
在合成过程中淀粉可能发生水解作用,生成各种糊精等,由于淀粉相对分子质量很大,溶解后粘度也很大,加入少量就可制得粘度较大的脲醛树脂。
同时淀粉分子链上的羟基、羟甲基以及因水解产生的醛基等可能参与脲醛树脂的合成反应,不仅提高了初粘性,而且粘接强度和储存稳定性也有提高。
在这里为您推荐:胶得宝脲醛树脂添加剂!2、改进脲醛树脂胶耐水性在合成脲醛树脂时加入少量的三聚氰胺、苯酚、间苯二酚、烷基胺、糖醛等都能有效地改进脲醛树脂的耐水性。
加入硫酸铝、磷酸铝等到作为交联剂,也可明显提高耐水性。
在调胶时加入木粉、面粉、豆粉、氧化铁、膨胀土等填料,也能提高耐水性。
在碱性介质(PH>8.5)条件下,加入三聚氰胺经过加成、缩聚反应阶段,将结构稳定的三嗪环引入树脂分子中,使固化后树脂的耐水性大为提高。
一般的配方和工艺为尿素:甲醛=1:(1.4~1.6),三聚氰胺加入量为尿素总量的5%~10%。
具体工艺是:(1)、将甲醛加入反应釜中,用30%氢氧化钠的溶液调PH值7.5~8.5加入第一批尿素和三聚氰胺。
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目录1、课程设计目的 (2)2、课程设计的背景 (4)2.1脲醛树脂的合成 (4)2.1.1脲醛树脂的合成原理及工艺 (4)2.1.2脲醛树脂的固化机理 (6)2.1.3脲醛树脂固化剂旳种类 (6)2.2脲醛树脂胶的改性研究 (7)2.2.1脲醛树脂胶的耐水性的改进 (7)2.2.1.1 UF胶耐水性差的原因 (7)2.2.1.2改进UF胶耐水性 (8)2.2.2脲醛树脂胶的稳定性的改进 (8)2. 2. 3 脲醛树脂粘接性能的改进 (9)2.2.4脲醛树脂的耐老化性的改进 (9)2.2.5降低脲醛树脂胶的游离甲醛释放量的探究 (9)2.2.5.1 UF胶合成过程中释放游离甲酸 (10)2.2.5.2胶接制品释放甲酸的原因 (11)2.2.5.3降低游离甲醛含量的方法 (11)2.2.6几种新型改性脲醛树脂胶黏剂 (12)2.2.6.1 氧化淀粉改性 (12)2.2.6.2 三聚氰胺改性 (12)2.2.6.3新型有机硅改性 (12)2.3脲醛树脂的研究进展介绍 (13)2.3.1 研究的现状与趋势 (13)2.3.2研究展望 (13)3、课程设计内容 (15)3. 1 设计题目 (15)3. 2 设计方案 (15)3. 3 分析与讨论 (16)4、总结 (17)参考文献 (18)1、课程设计目的我国人造板产量已经超过1亿立方米,产量居世界首位,成为世界第一人造板生产大国主要使用酸类合成树脂胶粘剂[1]。
脲醛树脂是生物质复合材料制造行业中广泛应用的一种高分子材料。
由于脲醛树脂无色、成本低廉、工艺性能好,以及良好的胶接性能,一直都是木材加工业中最主要、使用量最大的合成树脂胶粘剂,也是世界合成树脂胶粘剂生产量最大的胶种之一[2]。
随着人类创造和使用材料能力的提高,脲醛树脂应用技术也得到了不断的完善。
然而,当采用更小尺度的增强体单元进行复合,以期望得到具备更多优异性能的材料时,制造的生物质复合材料仅仅以单一脲醛树脂为基体则暴露出许多的缺点:如甲醛释放、耐水性较差、强度较低等[3]。
于是,通过釆取不同的措施去改变树脂的基本结构及其特性,从而提高或增加材料的综合性能。
主要从以下两类方法上进行改性:第一类,外加单体进行共聚或采用可以移动化学平衡的化合物(包括各种助剂)改变其化学平衡;第二类,在脲醛树脂的合成技术上寻求突破。
显然,第一类顺应材料从单一向复合发展的趋势,尤其是人类对生物质复合材料提出的要求越来越高,这一领域可以涌现出大量研究成果。
第二类方法领域现今仍是“少人区”,也许是缺乏必要的利益驱动,也许是技术含量不够高,总之还没有得到更多的重视,我国的研究人员不得不面对这样的逾她现实:在脲醛树脂的基础研究方面,我国远远落后于工业发达国家。
为解决低甲醛释放脲醛树脂初始胶接强度较低,甲醛释放量高、难以适应快速胶压制板工艺要求等影响其推广应用的问题,为进一步扩大脲醛树脂的应用范围,在保持低甲醛释放和低成本的同时,必须解决其耐水性和耐久性问题。
30多年以来,以胶接理论和胶接技术为依托,并采用现代高分子材料研究和分析方法,开发并成功推广了一系列的研究成果,为我国人造板工业的发展作出了推动性作用,创造了较为可观的经济效益,并带来了社会效益。
在控制人造板(典型的木质复合材料,它可以归类于生物质复合材料)甲醛释放技术上,已经处于国内同行业领先水平,但为了解决胶接制品化学结构的稳定性问题,还要依靠各种改性方法,这样做必然会导致生产成本的增加,这恰恰又是企业经营者所不愿接受的,而且提高的效果并不理想[4]。
人造板是一类低值的产品,我们期望它具有合理的组成结构以体现出优异的使用性能,这一设想并不是一定要通过使用大量昂贵的化学试剂才能实现。
以脲醛树脂作为基体的木质复合材料,由于增强体的环境友好特性以及基体的价格优势,在人造板行业中一直处于牢固的优势地位。
从化工原料的供应情况、胶粘剂的价格以及国内外人造板的发展动态来分析,在今后很长一段时间内,脲醛树脂胶粘剂仍将是木材工业用主要胶粘剂[5]。
基于此,我们将研究定位于对脲醛树脂的结构进行优化设计和对脲醛树脂的合成工艺进行创新,使作为胶粘剂使用的初期聚合产物具有合理的、稳定的结构。
2、课程设计的背景脲醛树脂胶粘剂(Urea- formaldehyde Adhesive)简称UF胶,是由尿素和甲醒通过缩聚反应生成的合成热固型树脂。
脲醛树脂胶粘剂是木材工业用量最大的一种胶粘剂,广泛应用于各种人造板的制造[6]。
其由脲素与甲酸在催化剂(碱性催化剂或酸性催化剂)作用下,缩聚成聚合物[7],然后在固化剂或是酸性助剂的作用下,形成不溶、不馆的热固型树脂[8]。
脲醛树脂于1844 年由B. Tollens 首次合成,1896 年在C. Goldschmidt 等的研究后首次使用,1929年在英国首先工业化。
脲醛树脂主要应用在建筑、包装等领域,其中,主要用于传统的木器加工、胶合板、刨花板、纤维板等人造复合材料板材的生产及室内装修等行业[9],而中国脲醛树脂是在1957 年开始工业化生产的,1962 年成为胶合板生产的主要胶粘剂,取代血胶和豆胶。
世界各国木材工业巾脲醛树脂也是制造人造板材的主要胶种。
据报道,日本80%的胶合板,几乎100%的刨花板,德国75%的刨花板,英国几乎100%的刨花板和我国人造板的80%以上都使用脲醛树脂胶粘剂[10]。
脲醛树脂胶粘剂与其它胶粘剂相比具有许多优点,其中最大的优势是原料充足、价格低廉,是合成树脂中价格最低廉的[11]。
鉴于以上优点,国内外学者还将脲醛树脂用于非木材基复合材料的制造,如,与竹麻类、果壳、稻壳等制成生物质复合材料、微胶囊以及与无机物复合等方面[12]。
2.1脲醛树脂的合成2.1.1脲醛树脂的合成原理及工艺尿素与甲酸的反应,反应的产物既可以是线性的,又可以是支链型的,最后的固化都生成三维网状结构的产物。
尿素与甲醛的反应分为两部分:加成反应与缩聚反应[13]。
(1)加成反应尿素和甲醛首先发生加成反应,生成一轻甲基脲、二轻甲基脲和三经甲基脲。
当甲醛加入量过大时会生成四经甲基脲,但四经甲基脲从未分离出来。
在此过程中所生成的而轻甲基脲的数量直接影响到树脂的性能。
(1)缩聚反应缩聚反应即经甲基脲之间脱水缩合成大分子的反应。
本过程一般在酸性条件下进行。
脲醛树脂的缩聚反应分为以下三种途径:①羟甲和氨基或一经甲基脲中氮上氧原子反应,脱去一分子水,其反应过程如下。
②II一轻甲基脲、二轻甲基脲和三轻甲基脲的轻基间相互反应脱掉一分予水形成醚键(-0-),具体反应过程如下。
③羟甲基脲、二经平基脲和三经甲基脲的羟甲基和经基间相互反应脱去水和醛,形成次甲基键,其具体反应过程如下。
其中第一种反应发生的几率最大。
脲醛树脂的合成可以根据使用目的和对树脂性能指标要求的不同,采用相应的配比及合成工艺,具体合成工艺依据F/U摩尔比、缩聚次数、缩聚程度、反应温度及反应各段pH值等决定的。
对脲酸树脂的原料计算,树脂反应程度的控制,合成工艺的选择决定树脂的性能。
一般脲醛树脂的工艺包括对缩聚次数的选择,对缩聚温度的选择,对反应各阶段pH值的选择,对浓缩与不浓缩的选择。
2.1.2脲醛树脂的固化机理脲醛树脂的固化理论目前还没有确定,主耍分为两大理论体系:经典缩聚理论和胶体理论。
经典缩聚理论认为[14],脲醛树脂的固化是树脂木身所具有的活性官能团和甲酸反应,或是活性官能团间发生反应,使树脂固化交联,形成三维网状结构。
经典理论认为树脂的固化是连续的,交接强度随着固化时间的延长而增加,但是许多树脂的固化现象用经典理论是无法解释的。
在1983年,胶体理论由pratt提出的,他认为脲酸树脂的固化过程是不连续的,是胶体粒子凝结、沉降的过程。
在理论上补充了经典理论的不足。
2.1.3脲醛树脂固化剂旳种类根据脲醛树脂的固化机理可知,用于脲醛树脂的固化剂应该是一些弱酸性的物质,如草酸,苯磺酸,无水苯甲酸等有机酸,或者也可以选用一些与树脂混合的时候能够放出酸的一些物质,如,氯化铵。
下面简介常用的脲醛树脂固化剂[15]:1)单组分固化剂目前在脲醛胶中使用最多的单组份固化剂,如,氯化铵,硫酸铵,它们具有价格低廉,水溶性好,无毒无味,使用方便等特点。
2)多组分固化剂使用此类固化剂为了延长树脂的适用时间,室温较高时候,单独使用胺类固化剂,树脂往往达不到使用的需要,所以常常使用多组分固化剂,另外,在气温较低时,为了使树脂固化更快,常常使用氯化按与盐酸组成二元固化剂体系,可这样可大大缩短固化时间。
其他多组分固化剂有氯化铵与尿素,氯化按与氨水等。
3)潜伏性引发剂潜伏性固化剂通常在普通状态时显示出化学惰性,而在某种特定温度下起作用的固化剂。
如,酒石酸,草酸,梓檬酸等,但效果并不理想,因此需根据具体需要来选择。
2.2脲醛树脂胶的改性研究UF树脂脆性大,在固化过程中易产生内应力而引起龟裂,耐水性和黏接强度都低于脲醛树脂胶點剂;毒性小,但在固化时会放出刺激性的甲酸,游离甲醛高,在使用时严重危害人的身体健康抗老化性能差、胶层脆性大、低摩尔比树脂初粘性差等缺陷。
这些缺点不但限制了它的使用范围,而且影响其产品的质量。
为了提高UF的综合性能,有必要对其进行改性。
近年来我国化学工作者经过不断的努力,取得了许多研究成果,极大地提高了产品的性能,基本上可以满足应用的要求。
目前UF树脂胶粘剂的改性主要从下面几方面入手:降低游离甲醛含量、改进UF树脂的合成工艺、改进耐水性、改进树脂稳定性和改进耐老化性。
2.2.1脲醛树脂胶的耐水性的改进UF树脂的耐水性主要是指其胶接制品经水份或湿气作用后能保持其胶接性能的能力,它比蛋白质胶粘剂的耐水性强,比酌酸树脂胶粘剂及三聚氰胺树脂胶粘剂弱,特别是耐沸水能力更弱,其制品在反复千湿的条件下尤其是在高温高湿条件下,胶接性能迅速下降,使用寿命显著缩短,限制了制品的使用范围。
2.2.1.1 UF胶耐水性差的原因UF树脂胶耐水性差的原因,主要在于固化后的树脂中存在着亲水性基团:经甲基、氨基等;此外,酸性固化剂的使用使胶层固化后显酸性,酸易使胶中的次甲基醚键水解。
因为用NH4CI作固化剂时,它与甲酸反应生成盐酸。
樋口光夫研究认为[16]用一种吸收酸的添加剂,既不阻碍树脂的固化,又可以除去酸,能使UF胶的耐水性迅速提高。
2.2.1.2改进UF胶耐水性(1)利用少量的三聚氰胺得到改性脲醛树脂,兼具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媳美[17]。
(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)加入聚乙稀醇。
改善脲醛树脂胶黏剂的结构,降低脲醛树脂胶中游离轻甲基含量,从而达到提高耐水性及耐老化性的效果。
(4)利用麸阮,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,UF的耐水性有一定的提高。