脲醛树脂的合成

1 目的 (1)

2 综述 (2)

2.1 脲醛树脂概述 (2)

2.1.1 脲醛树脂的含义 (2)

2.1.2 脲醛树脂的概述 (2)

2.1.3 脲醛树脂的特点 (3)

2.1.4 脲醛树脂的组成 (3)

2.1.5 脲醛树脂的应用及用途 (5)

2.2 脲醛树脂的改性 (5)

2.3 脲醛树脂的合成方法 (7)

2.3.1 脲醛树脂的生产工艺流程 (7)

2.3.2 脲醛树脂的原料配比 (8)

2.3.3 脲醛树脂的生产工艺 (8)

2.3.4 脲醛树脂的质量指标 (9)

2.3.5 工艺特点 (9)

3 环保型脲醛树脂的综合性研究 (10)

3.1 实验部分 (10)

3.1.1 试剂与仪器 (10)

3.1.2脲醛树脂的合成机理及改性机理 (10)

3.1.3 合成工艺 (10)

3.1.4 分析方法 (11)

3.2 结果与讨论 (11)

3.2.1 尿素与甲醛的摩尔比对脲醛树脂胶粘剂性能的影响 (11)

3.2.2聚乙烯醇用量对脲醛树脂胶性能的影响 (12)

3.2.3 三聚氰胺用量对脲醛树脂胶性能的影响 (13)

3.2.4 三聚氰胺加入顺序对脲醛树脂胶性能的影响 (13)

3.2.5 温度、pH值及反应时间对脲醛树脂胶粘剂性能的影响 (13)

3.3 结论 (14)

参考文献 (15)

脲醛树脂胶粘剂( UF胶)是市场需求量最大的胶粘剂之一,由于其原料价廉易得、制造工艺简单、初黏度大、黏结强度高等优点, 被广泛应用于木器加工、人造板材的生产及室内装修等行业。但随着人们对室内环境意识的日益提高及UF 胶应用领域的扩大, 脲醛树脂胶粘剂存在的主要问题也暴露了出来:耐水性差、耐老化性差, 尤其是游离甲醛含量偏高,对人的健康不利,会刺激眼睛、皮肤和呼吸道粘膜,被认为是致癌物质。国内外专家指出,要想保证UF胶在胶粘剂行业的主导地位,应采取先进工艺,生产出低毒、耐水性好、综合性能优良、符合环保要求的UF胶.。

本实验将从合成脲醛树脂胶的主要影响因素入手, 在结合传统合成工艺基础上,通过控制脲醛比、加入三聚氰胺、PV A作为改性剂和甲醛捕捉剂, 在中低温条件下, 实现树脂的合成, 减少能源消耗, 并且得到综合性能良好、符合环保要求的脲醛树脂胶粘剂。

2.1 脲醛树脂概述

2.1.1 脲醛树脂的含义

尿素与甲醛反应得到的聚合物。又称脲甲醛树脂。英文缩写UF。加工成型时发生交联，制品为不溶不熔的热固性树脂。固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅，呈半透明状，耐弱酸、弱碱，绝缘性能好，耐磨性极佳，价格便宜，但遇强酸、强碱易分解，耐候性较差。

2.1.2 脲醛树脂的概述

脲醛树脂urea-formaldehyde resins商品名Beetle。又称尿素甲醛树脂，简称UF，平均分子量约10000。尿素与37%甲醛水溶液在酸或碱的催化下可缩聚得到线性脲醛低聚物，工业上以碱作催化剂，95℃左右反应，甲醛/尿素之摩尔比为1.5～2.0，以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲基脲，然后羟甲基与氨基进一步缩合，得到可溶性树脂，如果用酸催化，易导致凝胶。产物需在中性条件下才能贮存。线性脲醛树脂以氯化铵为固化剂时可在室温固化。模塑粉则在130～160℃加热固化，促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化过程。脲醛树脂主要用于制造模压塑料，制造日用生活品和电器零件，还可作板材粘合剂、纸和织物的浆料、贴面板、建筑装饰板等。由于其色浅和易于着色，制品往往色彩丰富瑰丽。

脲醛树脂成本低廉，颜色浅，硬度高，耐油，抗霉，有较好的绝缘性和耐温性，但耐候性和耐水性较差。它是开发较早的热固性树脂之一。1924年，英国氰氨公司研制，1928年始出售产品，30年代中期产量达千吨，80年代世界年产量已超过1.5Mt。

制作塑料制品所用的脲醛树脂的数量仅占总产量的10%左右。在甲醛与尿素的摩尔比较低的情况下制得的脲醛树脂，与填料（纸浆、木粉）、色料、润滑剂、固化剂、稳定剂（六亚甲基四胺、碳酸铵）、增塑剂（脲或硫脲）等组分混合，

再经过干燥、粉碎、球磨、过筛，即得脲醛压塑粉。压制脲醛塑料的温度140～150℃、压力25～35MPa，压制时间依制品的厚度而异，一般为10～60min。塑料制品主要是电气照明设备和电话零件等。

脲醛树脂一般为水溶性树脂，较易固化，固化后的树脂无毒、无色、耐光性好，长期使用不变色，热成型时也不变色，可加入各种着色剂以制备各种色泽鲜艳的制品。

脲醛树脂坚硬，耐刮伤，耐弱酸弱碱及油脂等介质，价格便宜，具有一定的韧性，但它易于吸水，因而耐水性和电性能较差，耐热性也不高。

2.1.3 脲醛树脂的特点

脲醛树脂主要用于和醇酸树脂配制氨基醇酸烘漆，以提高漆膜的硬度和干性。它与不干性醇酸树脂配合可制成酸固化氨基漆作为木材家具罩光之用。但耐候性、耐水性、保光性稍差。可占环氧树脂和醇酸树脂配制不同性能的底漆和室内用漆。主要特点包括：

1.价格便宜，原料充足。

2.脲醛树脂分子结构上含有极性氧原子，所以对物面附着力好。可以用于底漆，中间层涂料，以提高面漆之间的结合力。

3.由于用酸性催化剂时可在室温固化，可用于双组分木器涂料。

4.以脲醛树脂固化的漆膜，挠曲性较好。

5.脲醛树脂的粘度较大，酸值较高，贮藏稳定性较差。[1]

2.1.4 脲醛树脂的组成

（1）树脂用作压塑粉的脲醛树脂要求采用反应程度较浅的缩聚物，此时树脂粘度小，便于浸渍填料，并可保证在较长的生产周期和进行干燥后仍有适当的流动性，在工业上多采用尿素与甲醛在低温下的缩合物（一、二羟甲基脲的混合

物）。通常采用脲与甲醛的配比为1：1.5（摩尔比），在PH=8(及温度)30—35度下全部溶解后，再加入脲量0.3%——0.54%的草酸及0.33%—0.88%的草酸酯，随即发生放热反应，温度上升，温度保持在55—60度，并严格控制PH=5.5—6.5，经60—75min 即得所需的脲醛树脂。由于缩聚度较低，实际上仅刚过加成反应阶段，主要的缩聚反应是在固化过程中进行的。

（2）固化剂压塑粉中所用的固化剂要求具有一定的潜伏性，常用的有草酸、邻苯二甲酸、苯甲酸、一氯乙酸等。

（3）填料最常用的填料是纸浆，其次为木粉或无机填料（石棉、玻璃纤维、云母等）。所用的纸浆是以木材为原料，经亚硫酸盐处理，溶去木材中非纤维素杂质，再经漂白即得的纯净的纤维素。填料的用量为总物料量的25%-32%，用量过小，压塑粉流动性大，制品强度低；反之，用量过多时，压塑粉流动性减小，制品表面不光滑，耐水性降低。

（4）着色剂着色剂可赋予塑料鲜艳的色彩，选用着色剂时要注意，所用着色剂的着色能力强，在塑料中能分散均匀，在加工温度下和长期的日光照射时不变色，不从制品中析出。通常用的着色剂是颜料，染料较少使用，用量为物料量的0.01%-0.2%。

（5）润滑剂润滑剂在压制成品时可提高料的流动性，并可从制品中析出，在制品和模具间形成隔离膜，使制品不易粘模。常用的润滑剂为硬脂酸的金属盐（如锌、钙、铝、镁等的金属盐）、有机酸的酯类（如硬脂酸环己酯、硬脂酸甘油脂等）。其加入量为物料量的0.1%-1.5%，过多时会污染制品的外观，减少光泽；过少则制品难于脱模。

（6）稳定剂在压塑粉中加入的催化剂虽说是潜伏性的催化剂，但是在室温的存放过程中仍会有少量的酸放出，从而影响到压塑粉的质量，因此通常加入一些碱性的物质以吸收放出的酸，常用的碱为六亚甲基四胺或碳酸铵。

（7）增塑剂在压塑粉中一般不用增塑剂，只在特殊的场合使用，目的是提高料的流动性，并降低固化时的收缩率。可用的增塑剂有脲及硫脲

2.1.5 脲醛树脂的应用及用途

应用

用作乳液胶黏剂的交联剂。可与聚醋酸乙烯乳液中的一OH反应交联，提高耐水性和耐热性。脲醛树脂分子的—CH2OH和NH2能与丙烯酸改性的乳液分子中的--COOH在一定程度上进行缩合交联，减少了亲水基团，耐水性改善，抗冻能力也增强。[2]

用途

可用于耐水性和介电性能要求不高的制品，如插线板、开关、机器手柄、仪表外壳、旋纽、日用品、装饰品、麻将牌、便桶盖，也可用于部分餐具的制造。

脲醛树脂的主要用途是用作木材胶粘剂，占脲醛树脂总量的80%以上。

2.2 脲醛树脂的改性

由于脲醛树脂存在初粘差、收缩大、脆性大、不耐水、易老化、释放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。而就其改性方法简单罗列如下：

1、提高初粘性

提高脲醛树脂的初粘性，可加入聚乙烯醇、聚乙二醇、羟甲基纤维素等改性剂，但这些物质价格较高，因此可选用淀粉类物质，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。

2、减小收缩性

脲醛树脂固化收缩率大，容易产生裂纹，胶层产生内应力，使粘度强度下降。为了降低脲醛树脂固化时的收缩率，通常向树脂胶液中加入一些填充剂，如面粉、淀粉、血粉和a-纤维素粉、木粉、豆粉等。

3、降低脆性

为了降低脆性，提高韧性可加入聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛溶液、聚醋酸乙烯乳液、VAE溶液等，同时也可提高初粘性和耐老化性。

4、改进耐水性

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。

采用苯酚改性脲醛树脂，在树脂中引入苯环结构，封闭了树脂的吸水基团，使树脂的耐水性和耐老化性显著改善。也可将间苯二酚或三聚氰胺加入固化剂组分之中，还可将丙烯酸酯共聚乳液与脲醛树脂共混都可以提高耐水性。

5、提高粘接强度

采用多元复合添加剂如聚乙烯醇和苯酚，可改善脆性，提高耐水性和粘接强度。再采用中性-弱酸-弱碱复合工艺，在中温下进行反应，制得的脲醛树脂剪切强度是原脲醛胶的10倍以上，耐水性和耐沸性大为提高。

脲醛树脂根据不同的使用要求，加入改性剂后可明显改善性能。

2.3 脲醛树脂的合成方法

2.3.1 脲醛树脂的生产工艺流程

1.原料的检验。主要是检验甲醛和尿素的质量是否符合要求。根据甲醛的浓度和尿素的纯度，计算工艺配方中甲醛和尿素的用量。

2.备料。在脲醛树脂生产时一般总是先加甲醛，用泵把甲醛打入计量罐内，经计量后送入反应锅内，没有计量罐的可以把甲醛称量后用真空泵抽入反应锅内。尿素一般用磅秤称量。

3.搅拌与升温。经过计量的甲醛加入反应锅后，开动搅拌器加碱调PH 值至规定值，同时开蒸汽升温，由于尿素和甲醛的反应整甲醛溶液的是放热反应，因此在加尿素后，加热至一定的温度后应立即关汽，靠反应自发热升温至规定的温度，并在规定的温度保温一段时间。蒸汽加热时关汽的温度随设备材料及反应液用量多少而定。一般小反应锅用量少，反应热小，关汽温度稍高，另外还和所用蒸汽压力有关，蒸汽压力大，则关汽温度应低些。

4．反应液介质的PH值。反应液介质的PH值对脲醛树脂合成是很重要的条件因素，在规程中应明确地规定：在反应开始时PH值应该是多少，升温至规定温度后, PH值又应在什么范围内,当保温结束后，PH 应该是多少.当用酸或氯化铵调酸处理时，PH 值也要有一定的范围。

5．反应终点。反应终点是脲醛树脂质量的关键。反应终点一般用4号涂料杯测定树脂液从杯中流出的时间（s）。一般规定在某一温度下测定树脂液流出的时间（有一个比较窄的范围）；或者用树脂液在水中的混浊度表示，如规定取出的树脂液滴在20 ℃的水中出现混浊时为终点等。

6.反应终点后的处理。反应终点到达后首先应立即中和，即在到达反应终点后立即加碱，使反应树脂液的PH 值升高至规定的数值，同时应开冷却水进行降温处理。

7..称量和保管。脲醛树脂制成后，冷却到规定的温度后可以放料，放料时应过磅计量，记录每一锅胶液的产量。成品脲醛树脂最好贮存在塑料桶内，避免与铁接触，存放在阴凉处。

2.3.3 脲醛树脂的生产工艺

1. 将环保甲醛400公斤和普通甲醛600公斤，加入反应釜内，开动搅拌器。加聚乙烯醇（2099或2299型号）2～4公斤。

2. 加尿素300公斤，开始升温。

3. 保温反应结束后，用氯化铵调节PH 值。

4. 成胶后，降温至45℃，停止搅拌，即可放料。

该工艺制作简单，操作方便，容易掌握。

原料规格用量（公斤）备注甲醛 36.5% 600 普通甲醛新型环保甲醛 400 尿素含≥N46 300 市售聚乙烯醇 2099或2299 号适量

氢氧化钠

30% 适量压碱氯化铵 20% 适量调酸

外观乳白色黏液

粘度0.25～0.4Pa.s

游离甲醛含量< 0.05

固化时间45～65s

PH值7.0～8.0

固体含量> 50%

储存期限（天）> 20

2.3.5 工艺特点

1. 成本低。环保甲醛售价完全和市售普通甲醛一样。尿素用量小，占总甲醛的30%，比普通环保脲醛树脂节省约近50%尿素。

2.环保。该树脂游离甲醛含量很低，在制造过程中，味道就很小。成胶后，几乎闻不到甲醛味道。用该树脂制成的胶合板，经技术监督局化验、检测，完全达到了国标E2级和E1级。

3. 生产工艺简单。甲醛和尿素都是一次投料，前期甚至无需调节PH值，极易操作。

3 环保型脲醛树脂的综合性研究

3.1 实验部分

3.1.1 试剂与仪器

尿素、甲醛、三聚氰胺、聚乙烯醇、氢氧化钠、盐酸、无水亚硫酸钠均为分析纯；JJ -3恒温电动搅拌器; DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱; DN J -8S型数显粘度计。

3.1.2脲醛树脂的合成机理及改性机理

合成脲醛树脂的反应机理：

经典理论认为,UF胶的合成主要分两个阶段。

第一阶段为加成反应,即在碱性介质中尿素与甲醛进行羟甲基化的反应,生成一羟、二羟、三羟和四羟甲基脲, 三羟、四羟甲基脲,是在甲醛过量很多的情况下生成的,但他们的存在还只有间接的证明。

第二阶段为缩聚反应,即在弱酸性介质中,羟甲基化合物之间进行缩聚反应,形成线形或有支链结构的UF大分子, 缩聚反应包括羟甲基与尿素中氨基、或羟甲基脲的氮原子反应、以及羟甲基之间的反应。

三聚氰胺、聚乙烯醇改性反应机理

在脲醛树脂合成过程中,三聚氰胺和聚乙烯醇作为改性剂和甲醛捕捉剂。

3.1.3 合成工艺

将P V A加入沸水中处理成均匀稠状物。将甲醛溶液置于带回流冷凝管、温度计和搅拌器的三口烧瓶中, 用恒温水浴加热控温,加热至45 e 左右,用30 % NaOH溶液调节p H值8~ 9 ,加入第一批尿素,反应5 ~ 8 m in 后, 加入经过预处理的PV A, 约30m i n升温至75 e ,恒温反应30~ 40 m i n , 降温至70 e ,调节pH值至5~ 6 ,加入第二批尿素,恒温反应30~ 40 m in至出现浊点, 再保温反应

30 m i n左右,然后迅速回碱至p H值为7~ 8 ,加入第三批尿素

和三聚氰胺,恒温反应30 m i n,迅速冷却至40 e 以下, 出料。

3.1.4 分析方法

固含量测试

在预先干燥恒重的瓷皿中, 用分析天平称取1~ 1 . 2 g试样(准确至0 . 001 g ), 将瓷皿放入恒温( 120 e )的真空烘箱内20m in ,称重,全部称量精确至0 . 001 g ,平行测3次, 取平均值。

X = G 1 @ 100 % /G

式中X ) ) ) 固体含量;

G和G 1 ) ) ) 分别表示干燥前后试样的质量,g。

游离甲醛含量测定按GB5544) 85进行测定。

耐水性测试将已经压好的样品木块小制品放入80 e 的水中煮,观察其开裂时间。

3.2 结果与讨论

3.2 .1 尿素与甲醛的摩尔比对脲醛树脂胶粘剂性能的影响

尿素的加入方式对UF胶性能的影响

尿素分批加入的目的,主要是有利于二羟甲基脲的生成, 减缓反应速度, 使反应完全,降低游离甲醛,但加料次数超过3次,游离甲醛含量降低变化趋于平缓,而使操作复杂,生产周期延长, 影响树脂的稳定性。第一批尿素的加入,主要有利于生成充足的二羟甲基脲,一般甲醛与尿素的摩尔比控制在 2 . 0~ 2 . 5 B1 。本实验 F /U这一阶段为2 . 0 B1 ;第二阶段加成与缩聚反应同时发生, 反应较为复杂, 研究表明, 控制F /U为 1 . 5 B1左右为宜; 第三次加料达到总物料量比,主要起捕捉游离甲醛的作用, 但加入量不能太多,否则会造成树脂中游离尿素和羟甲基太多,致使胶液的交联度下降。

尿素与甲醛总摩尔比对UF胶性能的影响

UF胶是在尿素羟甲基衍生物形成的基础上经缩聚而成,尿素的羟甲基衍生物即羟甲基与二羟甲脲的形成及其数量对树脂的性能影响很大, 而他们的形成与数量与F /U 比密切相关。在本实验工艺条件下, 固定三聚氰胺、聚乙烯醇用量分别为尿素的2 %和 1 . 5%,研究脲醛比对UF胶性能的影响。随着甲醛与尿素摩尔比的升高,游离甲醛含量增多,耐水性变差, 粘度变小, 胶合强度、稳定性和水溶性均有所提高。其原因可能是摩尔比越高, 一方面,树脂中未反应的游离甲醛含量越多,则挥发组分也就越多,所以固含量下降,进而粘度变小。另一方面, F /U 比越高, 生成的二羟甲基脲越多,使缩聚反应越完全,进而树脂固化后交联度高,

因此黏结强度越好。另外, 甲醛与尿素的摩尔比较高时, 没有参加反应的活泼的氨基、亚氨基越少,同时生成的亲水基游离羟甲基含量越高, 故稳定性越好, 水溶性越好, 耐水性变差。综合考虑, F /U为1 . 4 B1时,产品综合性能较好。

3.2.2聚乙烯醇用量对脲醛树脂胶性能的影响

在本实验工艺条件下, 固定 F /U为 1 . 4 B1 , 三聚氰胺为尿素总量 2 %时,研究聚乙烯醇含量对UF胶性能的影响。

随着聚乙烯醇用量的增加,树脂中游离甲醛含量降低,耐水性、水溶性和稳定性均有所提高, 但当其用量超过 1 . 5 % 时, UF胶的性能无明显提高,尤其当聚乙烯醇用量超过 2 %时,胶液的性能反而会下降。其原因可能是聚乙烯醇在酸性条下,直接与甲醛进行反应,生成聚乙烯醇缩甲醛,降低了游离甲醛含量, 聚乙烯醇缩甲醛本身就是一种较好的胶粘剂,尤其在低摩尔比时,有利于增加树脂的初期粘着力,提高胶粘剂的初期粘合强度; 同时聚乙烯醇缩甲醛是线形高分子化合物,具有良好的柔软性,减少应力对胶合强度的削弱,提高胶层的耐老化性。还有,聚乙烯醇缩甲醛的存在,既抑制了尿素与甲醛间反应过激生成不溶的亚甲基白色沉淀的生成,又起到微胶囊作用, 延长树脂贮存稳定性另外,聚乙烯醇带有一定数量的醇羟基,反应过程中生成的缩醛结构,可以看作同碳的二元醇迷,这些结构都能增加UF胶的水溶性。而关于耐水性的提高, 主要是生成的聚乙烯醇缩甲醛与UF分子中的羟甲基反应,减少了游离羟甲基。当聚乙烯醇的用量过多时,可能是由于反应不完全,加之聚乙烯醇的溶解度本来就比较小, 而造成胶液的性能下降。综合考

虑,聚乙烯醇的用量控制在 1 . 5 % (为尿素总量)时效果较佳。

3.2.3 三聚氰胺用量对脲醛树脂胶性能的影响

在实验工艺条件下, 固定 F /U 为 1 . 4 B1 , 聚乙烯醇添加量为尿素总量的 1 .

5 %时, 研究三聚氰胺用量对脲醛树脂胶性能的影响。随着三聚氰胺用量的增加, UF胶的游离甲醛含量减少,稳定性和耐水性以及胶合强度都有所提高; 但当其用量超过4 %时, UF胶的性能无明显改善。这可能是因为三聚氰胺具有一个环状结构, 有六个活性基团,在很大程度上促进了UF胶的交联,形成三维网状结构, 并封闭大量亲水基,从而大大提高了UF胶的耐水性能。在碱性介质中三聚氰胺与甲醛反应生成羟甲基三聚氰胺, 尿素与甲醛反应生成二羟甲基脲,然后两者进行共聚反应,提高UF胶的稳定性和胶合强度, 也降低了游离甲醛含量。同时,三聚氰胺呈碱性,具有一定的缓冲作用,能抑制pH的降低, 在一定程度上防止和降低UF胶的水解和水解速度[ 1 -3],并且,三聚氰胺能使胶粘剂的固化加快,使之能在较高的p H值下固化,减少固化剂的用量,若在热压条件下,通常不需要固化剂。从成本和产品的综合性能考虑, 三聚氰胺的用量为4%时, 较为合适。

3.2.4 三聚氰胺加入顺序对脲醛树脂胶性能的影响

在实验工艺条件下, 固定甲醛与尿素的摩尔比为 1. 4 B1 ,三聚氰胺和聚乙烯醇用量分别为尿素总量的 4 %和 1 . 5 %时,讨论三聚氰胺在反应的不同阶段加入对脲醛树脂胶性能的影响. 三聚氰胺作为捕捉游离甲醛的捕捉剂, 在后期加入比较合适。而作为共聚改性剂,则

在反应第一阶段加入较好,但效果不是很明显,其原因可能是:作为共聚改性剂的三聚氰胺和尿素有相同的氨基,但三聚氰胺的加成速度比尿素快,使三聚氰胺分子很容易地嵌入脲醛树脂分子链中,提高U胶的耐水性及胶合强度[, 在前期加入, 这种嵌入效果比较均匀,效果好一点。经验证,三聚氰胺后期加入, 捕捉游离甲醛的效果较佳,而对UF胶其他方面的性能影响并不大。

3.2.5 温度、pH值及反应时间对脲醛树脂胶粘剂性能的影响

反应温度的影响

加成反应阶段, 升高反应温度, 可以提高加成反应速度, 但温度太高, 容易发生副反应。缩聚阶段反应放热,温度太高,反应过程不易控制,易出现凝胶现象; 温度太低, 反应时间会

加长, 影响树脂的聚合度; 在第三阶段, 加碱终止缩聚反应时, 温度不能太高。因为UF树脂在碱性条件下可发生水解, 温度越高, 水解越严重, 故在反应结束后要迅速降温至40 e 以下。

p H值的影响

控制反应液的p H值是合成脲醛树脂的关键。在加成反应阶段后期,反应液偶尔会变浑浊,这是因为在反应过程中甲醛发生康尼扎罗反应,生成甲酸, 使pH降低, 提前进入缩聚阶段,所以要注意观察加成反应阶段后期pH值; 在缩聚反应阶段, p H值太低,反应速度不易控制,易出现凝胶现象, p H值过高,会造成缩聚反应不完全, 影响UF胶的性能。因此,在反应过程中, 一定要严格控制反应液的p H值。

温度、pH值及反应时间在反应过程中的关系

实验过程中发现,在缩聚反应阶段, 当p H值较低时,可适当缩短反应时间, 降低反应温度, 加快搅拌速度;若p H 值较高, 则刚好相反。所以, 在缩聚阶段p H 值、温度、反应时间之间的关系更为密切。

3.3 结论

( 1)控制甲醛与尿素的摩尔比为1 . 4 B1 , 聚乙烯醇用量为尿素总量的1 . 5 % ,三聚氰胺在合成后期加入,加入量为尿素总量的 4 %时,制得的脲醛树脂胶粘剂综合性能良好,符合绿色环保要求。

( 2)实现了在中低温反应条件下合成脲醛树脂胶, 减少了能源消耗, 既降低了生产成本,又达到了环保的要求,具有广阔的市场前景。

4 参考文献

[1] 黄纾洁, 钟锦标, 吕建, 等. 改性低毒脲醛树脂的研究进展[ J] .塑料工业,

2006 , 34(增刊): 78 -80 .

[2] 李东光. 脲醛树脂胶粘剂[M ]. 北京: 化学工业出版社, 2002 : 262 -292 .

[3] [杨明平, 彭荣华,李国斌.环保脲醛树脂胶合成工艺的探讨[ J] .中国胶粘剂,

2004 , 13( 1): 7 -9 .

[4] 张朝军, 雷步增, 毕延迎, 等. 低毒脲醛树脂合成工艺条件的优化研究[ J].

中国胶粘剂, 2005 , 14( 5) : 22 -25 .

[5] [黄世强, 孙争光,李盛彪. 环保胶粘剂[M ]. 北京: 化学工业出版社, 2003 :

23 -28.

[6] 程时远, 李盛虎, 黄世强. 胶粘剂[M]. 北京: 化学工业出版社, 2001:102-

116.

[7] 吴文丽. 国内低毒脲醛树脂胶粘剂的研究进展[J]. 云南化工, 2002, 29( 5) :

26- 28.

[8] 赵临五. 减少人造板甲醛释放量的方法[J]. 林产化工通讯, 2002, 36( 4) :

23- 28.

[9] 李德臣, 李薇. 低毒脲醛树脂粘合剂的工业生产方法[J].中国胶粘剂, 2000,

9( 1) : 20- 23.

[10] 陶绪泉, 崔慧, 张立云等. 脲醛树脂胶粘剂研究进展. 粘接, 1998, 19( 5) :

19~ 23

[11] 王惠忠,裴梅山, 吕金环等.脲醛树脂改性的研究.中国胶粘剂, 1996, 4( 6) :

33~ 34

[12] 储九荣.低毒耐水脲醛树脂胶的研究. 中国胶粘剂, 2000,8( 2) : 42~ 44.

[13] 孙成忠, 石生俊,范岳英. 低摩尔比脲醛树脂的pH值与固含量对其贮存稳定

性的影响[ J] . 粘合剂, 1990, ( 3) :36- 38.

[14] 庞小仁. 缩聚反应工艺对脲醛树脂游离甲醛含量的影响[ J] , 粘合剂, 1990,

( 1) : 50~ 51.

[15] 李承茂. EVA- 淀粉改性脲醛树脂胶粘剂[ J] . 中国胶粘剂, 1992, ( 1) : 35-

36.

[16] 郭伟玲, 张长武, 何灵芝. 脲醛树脂分子量分布与胶合性能关系的研究[ J] .

林业科技, 2000, 25( 4) , 30- 34.

[17] 程伟,黄冠群, 赖广辉, 等. 有机改性低醛脲醛树脂胶粘剂的制备[ J] . 化工

技术与开发, 2006 , 35( 11): 10 -12 .

[18] 罗晔,祝鹏飞, 郭嘉, 等. 低游离甲醛含量脲醛树脂胶粘剂的研究[ J]. 中国

胶粘剂, 2006 , 15( 7): 8 -11 .

[19] GB 18 587- 2001, 室内装饰装修材料地毯、地毯衬垫及地毯胶粘剂有害物

质释放限量[S].

[20] 邵明坤. 胶合板甲醛释放机理及降低措施[ J] . 淮阴工学院学报, 2003, 12

( 1) : 80- 82.

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： 1 2、用作木材胶粘剂（占脲醛树脂总量的80%以上）。

(完整版)三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂的合成毕业设计

三聚氰胺改性脲醛树脂胶黏剂的合成Synthesis of Urea Formaldehyde Resin Adhesive Modified by Melamine 目录摘要 ........................................................................................................... 错误！未定义书签Abstract ................................................................................................... 错误！未定义书签引言 ........................................................................................................... 错误！未定义书签第１章绪论.......................................................................................................................... 1.1 尿素产品概述及其用途 ............................................................................................ 1.2 三聚氰胺的性能及用途 ............................................................................................ 1.3 脲醛树脂的发展现状 ................................................................................................ 1.3.1 脲醛树脂胶黏剂的优缺点 ..................................................................................... 1.3.2 脲醛树脂的合成工艺............................................................... 错误！未定义书签 1.3.3 游离甲醛的危害性 ................................................................................................. 1.3.4 降低游离甲醛含量的方法 ..................................................................................... 1.4 三聚氰胺改性脲醛树脂概述 ....................................................................................

脲醛树脂的合成与应用试验报告

脲醛树脂的合成与应用一）实验目的 1）学习脲醛树脂的合成原理及方法； 2）了解脲醛树脂的应用。二）实验原理脲醛树脂简介商品名Beetle。又称尿素甲醛树脂，简称UF，平均分子量约10000。尿素与37%甲醛水溶液在酸或碱的催化下可缩聚得到线性脲醛低聚物，工业上以碱作催化剂，95℃左右反应，甲醛/尿素之摩尔比为1.5～ 2.0，以保证树脂能固化。反应第一步生成一和二羟甲基脲，然后羟甲基与氨基进一步缩合，得到可溶性树脂，如果用酸催化，易导致凝胶。产物需在中性条件下才能贮存。线性脲醛树脂以氯化铵为固化剂时可在室温固化。模塑粉则在130～160℃加热固化，促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化过程。脲醛树脂主要用于制造模压塑料，制造日用生活品和电器零件，还可作板材粘合剂、纸和织物的浆料、贴面板、建筑装饰板等。由于其色浅和易于着色，制品往往色彩丰富瑰丽。脲醛树脂成本低廉，颜色浅，硬度高，耐油，抗霉，有较好的绝缘性和耐温性，但耐候性和耐水性较差。它是开发较早的热固性树脂1 / 11 之一。1924年，英国氰氨公司研制，1928年始出售产品，30年代中

期产量达千吨，80年代世界年产量已超过1.5Mt。制作塑料制品所用的脲醛树脂的数量仅占总产量的10%左右。在甲醛与尿素的摩尔比较低的情况下制得的脲醛树脂，与填料（纸浆、木粉）、色料、润滑剂、固化剂、稳定剂（六亚甲基四胺、碳酸铵）、增塑剂（脲或硫脲）等组分混合，再经过干燥、粉碎、球磨、过筛，即得脲醛压塑粉。压制脲醛塑料的温度140～150℃、压力25～35MPa，压制时间依制品的厚度而异，一般为10～60min。塑料制品主要是电气照明设备和电话零件等。脲醛树脂一般为水溶性树脂，较易固化，固化后的树脂无毒、无色、耐光性好，长期使用不变色，热成型时也不变色，可加入各种着色剂以制备各种色泽鲜艳的制品。脲醛树脂坚硬，耐刮伤，耐弱酸弱碱及油脂等介质，价格便宜，具有一定的韧性，但它易于吸水，因而耐水性和电性能较差，耐热性也不高。脲醛树脂合成机理比较复杂，一般认为分以下两步进行： 1)反应物为初期中间体尿素和甲醛在中性或微碱性介质中生成较稳定的一羟甲基脲、二羟甲基脲等：

酚醛树脂合成原理

酚醛树脂是由酚类化合物(如苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚、叔丁酚、双酚A等)与醛类化合物(如甲醛、乙醛、多聚甲醛、糠醛等)在碱性或酸性催化剂作用下，经加成缩聚反应制得的树脂统称为酚醛树脂。酚与醛的反应是比较复杂的，由于苯酚与甲醛的摩尔比，所用催化剂的不同，加成与缩聚反应的速度和生成物也有差异。一、碱性催化剂的反应很多无机碱和有机碱都可用作碱性催化剂，常用的有氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化铵、氢氧化钙、乙胺等。1mol(有时高达2.5mol)甲醛在碱性催化剂条件下，加成反应占优势，而缩合反应进行较慢，生成的初期树脂为甲阶酚醛树脂，主要反应历程如下： 1、加成反应(羟甲基化) 苯酚与甲醛首先进行加成反应，生成1~3羟甲基苯酚 2、缩合反应(亚甲基化) 羟甲基酚进一步缩合形成初期树脂或称热固性酚醛树(resols)、甲阶树脂(A-stage resins)、一步树脂。 (1)、苯酚与羟甲基酚进行反应生成二(羟苯基甲烷) (2)、羟甲基酚之间进行反应 (3)、苯酚或羟甲基与二聚体或多聚体进行反应，多聚体之间进行反应。二、酸性催化剂的反应酸性催化剂是较强的酸，包括无机酸和有机酸，常用的有盐酸、硫酸、草酸、苯磺酸、石油磺酸、氯代醋酸等。在酸性催化反应中，一般采均用苯酚与甲醛的摩尔比大于1：0.9，生成的羟甲基与酚核的缩合速度远远超过甲醛与苯酚的加成速度，得到的树脂呈线型结构，是可熔的。因此称为热塑性酚醛树脂(novolak)或线型酚醛树脂。反应历程如下：酸性催化下甲醛被活化亚甲基化反应速度大于羟甲基化反应速度生成线型热塑性酚醛树脂。 (1)、甲醛与水结合可形成亚甲基二醇(HOCH2OH)，在酸性介质中，亚甲基二醇生成羟甲基正离子；(+CH2OH)羟甲基正离子在苯酚的邻位和对位上进行亲电取代反应，生成邻羟甲基苯酚和对羟甲基苯酚

常规脲醛树脂生产工艺

常规脲醛树脂生产工艺脲醛树脂是国内外木材工业的主要粘合剂.由于它胶合强度高、固化快、操作性好、生产成本低、原料丰富易得等一系列优点而得到广泛应用.但是脲醛树脂所含的游离甲醛具有毒性,树脂中的游离甲醛含量越低,其毒性就越小.降低脲醛树脂中游离甲醛的含量有各种各样办法,其中最有效的方法是降低甲醛对尿素的摩尔比,但减少甲醛的用量,将会带来脲醛树脂生产工艺复杂化、终点控制难、树脂固化时间延长和树脂胶合强度和储存稳定性降低等缺点.所以寻找一种有效消除低甲醛/尿素(Ｆ/Ｕ)摩尔比带来弊病的方法是很有现实意义的.本研究采用低Ｆ/Ｕ摩尔比合成脲醛树脂,从树脂合成的原理出发,通过实验找出最适宜的加料次数、加料比、加料时间,并确定树脂合成过程中最适宜的ｐＨ值、反应温度和反应时间,从而制备出低含醛量、稳定性好的脲醛树脂. 脲醛树脂的生产工艺规程有以下内容： 1.原料的检验。主要是检验甲醛和尿素的质量是否符合要求。根据甲醛的浓度和尿素的纯度，计算工艺配方中甲醛和尿素的用量。 2.备料。在脲醛树脂生产时一般总是先加甲醛，用泵把甲醛打入计量罐内，经计量后送入反应锅内，没有计量罐的可以把甲醛称量后用真空泵抽入反应锅内。尿素一般用磅秤称量。 3.搅拌与升温。经过计量的甲醛加入反应锅后，开动搅拌器加碱调PH 值至规定值，同时开蒸汽升温，由于尿素和甲醛的反应整甲醛溶液的是放热反应，因此在加尿素后，加热至一定的温度后应立即关汽，靠反应自发热升温至规定的温度，并在规定的温度保温一段时间。蒸汽加热时关汽的温度随设备材料及反应液用量多少而定。一般小反应锅用量少，反应热小，关汽温度稍高，另外还和所用蒸汽压力有关，蒸汽压力大，则关汽温度应低些。 4．反应液介质的PH值反应液介质的PH值对脲醛树脂合成是很重要的条件因素，在规程中应明确地规定：在反应开始时PH值应该是多少，升温至规定温度后, PH值又应在什么范围内,当保温结束后，PH 应该是多少.当用酸或氯化铵调酸处理时，PH 值也要有一定的范围。 5．反应终点。反应终点是脲醛树脂质量的关键。反应终点一般用4号涂料杯测定树脂液从杯中流出的时间（s）。一般规定在某一温度下测定树脂液流出的时间（有一个比较窄的范围）；或者用树脂液在水中的混浊度表示，如规定取出的树脂液滴在20 ℃的水中出现混浊时为终点等。 6. 反应终点后的处理。反应终点到达后首先应立即中和，即在到达反应终点后立即加碱，使反应树脂液的PH 值升高至规定的数值，同时应开冷却水进行降温处理 7. 称量和保管。脲醛树脂制成后，冷却到规定的温度后可以放料，放料时应过磅计量，记录每一锅胶液的产量。成品脲醛树脂最好贮存在塑料桶内，避免与铁接触，存放在阴凉处。生产脲醛树脂的工艺流程新型环保甲醛生产的脲醛树脂，绿色环保，无毒无味。用新型环保甲醛在不加任何添加剂的情况下，做出的脲醛树脂胶可以达到E1级或E0级。新型环保甲醛生产的脲醛树脂是普通脲醛树脂的升级换代产品。一.原料配比

脲醛树脂胶粘剂合成大纲

概述 1．方案论证工艺流程 2．试验配方 3．工艺控制游离甲醛控制 4．物料衡算能量衡算经济衡算 5．经济衡算概述工艺流程的选择与论证物料衡算和能量衡算生产工艺流程及控制游离甲醛主要设备及原料车间及相关建设工程

一、课题来源、目的与要求：本课题研究低甲醛释放的脲醛树脂胶粘剂合成工艺条件。要求领会脲醛树脂的合成原理、结构与性能，学会制备加工小批量的试样，由此培养文献检索和收集资料能力、理论分析能力、设计试验方案的能力、实验操作能力、计算机应用能力、技术经济分析和组织工作能力、实验数据处理、撰写论文的能力、协同合作等各种能力。要求通过查阅资料和小试，选择与论证合理的工艺流程，对生产工艺过程的物料及能量进行衡算，详细说明生产工艺流程及控制，进行主要设备的选型和工艺尺寸的计算、设备投资估算；对原料的消耗和定额、建设工程进行说明。二、主要设计内容：脲醛树脂因其原料来源方便、廉价、使用方法简单、初始粘结强度好等特点，在胶合板、刨

花板、中密度纤维板、人造板二次加工等木材加工行业得到广泛应用。然而脲醛树脂胶粘剂的耐水性差，胶层脆性大，使用过程中会因降解或水解释放出对人体有害的甲醛气体。所以，近几十年来，人们对脲醛树脂的合成机理及其所制成板的甲醛释放机理进行了研究。采用二次缩聚工艺,可以增长线型分子的长度,使其水溶性增加，并可减缓加入尿素后的放热反应，使反应平稳易于控制。此种工艺一般是提高第一次尿素与甲醛的摩尔比。这样有利于形成二羟甲基脲和降低游离甲醛。根据化学平衡移动原理，低摩尔比的合成工艺中，尿素分次加入，有利于反应进行得更彻底、更充分。采用分次加入尿素工艺时，甲醛和尿素的摩尔比在加成反应阶段比较高，随着尿素的分次加入其摩尔比逐渐降低。第一次加入尿素时的摩尔比是获得稳定性高的脲醛树脂液的核心和关键。通过降低尿素和甲醛的摩尔比，可控制游离甲醛含量，一般情况下，尿素与甲醛的摩尔比越小，游离甲醛含量越小。传统的UF树脂生产工艺中的尿素与甲醛的摩尔比一般为1∶1.16～

三聚氰胺甲醛树脂的合成实验

实验六三聚氰胺/甲醛树脂的合成一、实验目的 1.了解三聚氰胺/甲醛树脂的合成方法及层压板制备； 2.了解溶液聚合和缩合聚合的特点。二、实验原理三聚氰胺(M)-甲醛树脂(F)以及脲醛树脂通常称为氨基树脂。三聚氰胺/甲醛树脂是由三聚氰胺和甲醛缩合而成。缩合反应是在碱性介质中进行，先生成可溶性预缩合物：这些缩合物是以三聚氰胺的三羟甲基化合物为主，在PH值为8-9时，特别稳定。进一步缩合（如：N-羟甲基和NH-基团的失水）成为微溶并最后变成不溶的交联产物。如：三聚氰胺一甲醛树脂吸水性较低，耐热性高，在潮湿情况下，仍有良好的电气性能，常用于制造一些质量要求较高的日用品和电气绝缘元件。三、主要仪器与试剂 (1)仪器三颈瓶(250mL，1个)，搅拌器(1套)，温度计(2支)，回流冷凝管(1支)，滤纸（若干张），恒温浴(1套)，滴管(数支)，量筒(5mL或10mL，1支)，培养皿（1个）。

(2)试剂三聚氰胺(31.5g) ，甲醛水溶液(36%，50mL) ，乌洛托品(六亚甲基四胺，0.12g) ，三乙醇胺(0.15g，2-3滴) 。四、流程图、实验步骤及现象 (1)流程图 (2)实验步骤及现象

五、讨论 1.三聚氰胺/甲醛树脂质量的主要因素在三聚氰胺/甲醛树脂形成过程中，原料摩尔比、反应介质的pH值、原材料质量以及反应终点控制等，都是影响树脂质量的重要因素。 (一)摩尔比的影晌三聚氰胺与甲醛的摩尔比影响反应速度和树脂性能。摩尔比低，生成的羟甲基少，未反应的活泼氢原子就多，羟甲基和未反应的活泼氢原子之间，缩合失去一分子水，生成亚甲基键(一步反应)。摩尔比高，生成的羟甲基多，羟甲基与羟甲基之间的反应是先缩合失去1分子水生成醚键，再进一步脱去1分子甲醛生成亚甲基键(两步反应)。所以摩尔比愈高，树脂稳定性愈好，但游离醛含量也随之增高。 (二)pH值的影响三聚氰胺与甲醛反应时，介质pH值对树脂性能有很大影响，如反应开始就在酸性条件下反应，会立即生成不溶性的亚甲基三聚氰胺沉淀。生成的亚甲基三聚氰胺已失去反应能力，因此，不能用它继续制胶。所以，开始反应时要将甲醛的pH值调至8.5-9.0，以保证反应过程中的pH值在7.0-7.5之间(因甲醛有康尼查罗反应pH值会下降)，即在微碱性条件下生成稳定的羟甲基三聚氰胺，进一步缩聚成初期树脂。因为三聚氰胺比较活泼，所以作为浸渍用树脂不宜在酸性介质下进行。 (三)原材料质量的影响主要是甲醛中铁含量不能超过标准，铁含量高在树脂合成时，影响pH值的准确测定，在反应过程中用氢氧化钠调节甲醛的pH值时，Fe3+和OH-结合生成 Fe(OH) 3沉淀，在浸渍纸时，Fe(OH) 3 浮出来附着在纸表面，热压后造成板外观不

常规脲醛树脂生产工艺

常规脲醛树脂生产工艺公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

脲醛树脂合成的基本原理

脲醛树脂合成的基本原理脲醛树脂合成过程中的变化非常复杂，对于反应机理至今人们不十分清楚。现有两种理论即传统理论和糖醛理论按照两种理论可合成不同结构和性能的脲醛树脂一、应用传统理论合成体型结构的脲醛树脂传统理论认为，脲醛树脂的合成主要分为两个阶段，第一个阶段羟甲基脲生成，为加成反应阶段；第二阶段树脂化，为缩聚反应阶段。 1、加成反应阶段尿素与甲醛在中性或弱碱性介质（PH 7~8）中进行羟基化反应。当甲醛与尿素的摩尔比（F/U）≤1时生成稳定的一羟基甲基脲； H2N-CO-NH2+CH2O →H2N-CO-NHCH2OH 然后再与甲醛反应生成二羟甲基脲 H2N-CO-NHCH2OH + CH2O →HOH2CHN-CO-NHCH2OH 还可以生成少量的三羟甲基脲、四羟甲基脲，但是到目前为止还未分离出四羟甲基脲。一羟甲基脲、二羟甲基脲和三羟甲基脲的反应速度比为9：3：1。 2、缩聚反应阶段羟甲基脲中含有活泼的羟甲基（-CH 2 OH），可进一步缩合生成聚合物。由于在碱性条件下缩聚反应很慢，只有在微酸介质（PH 4~6）中，生成的一羟甲基脲和二羟基脲在高温下羟甲基脲怀未反应的尿素、羟甲基与羟甲基之间进行亚甲基化反应，形成各种缩聚物的中间体。反应基本上有5种形式，典型的反应有：一羟甲基脲与相邻分子胺基上的氢缩合脱水形成亚甲基键。 H 2N-CO-NHCH 2 OH+H 2 N-CO-NHCH 2 OH → H 2 N-CO-NHCH 2 NH-CO-NHCH 2 OH + H 2 O 相邻两分子的羟基甲基发生缩合形成二亚甲基醚键并放出水。 HOCH 2NH-CO-NHCH 2 OH + HOCH 2 NH-CO-NHCH 2 OH → HOCH 2NH-CO-NHCH 2 NH-CO-NHCH 2 OH+H 2 O

酚醛树脂合成原理介绍

酚醛树脂合成原理介绍 ( 一)合成反应酚醛树脂的合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。即： 1、加成反应在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二 ( 一)合成反应酚醛树脂的合成反应分为两步，首先是苯酚与甲醛的加成反应，随后是缩合及缩聚反应。即： 1、加成反应在适当条件下，一元羟甲基苯酚继续进行加成反应，就可生成二元及多元羟甲基苯酚： (2)缩合及缩聚反应缩合及缩聚反应，随反应条件的不同可以发生在羟甲基苯酚与苯酚分子之间，也可发生在各个羟甲基苯酚分子之间，包括：

等等。缩合反应不断进行的结果，将缩聚形成一定分子量的酚醛树脂，由于缩聚反应具有逐步的特点，中间产物相当稳定因而能够分离而加以研究。多年来研究分析通常认为，影响酚醛树脂的合成、结构及特性的主要因素为如下四点： (1)原料的化学结构； (2)酚与醛的摩尔比； (3)反应介质的酸、碱性； (4)生产操作方法。酚醛树脂机理(二)合成3热塑结构(5) 时间:2009-03-12来源:酚醛树脂网作者:admin 点击: 31次酚醛树脂泛指酚(苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚等)与醛(甲醛、乙醛、糠醛等)合成的树脂，其中以苯酚与甲醛合成的苯酚甲醛树脂最为重要，它的产量占酚醛类树脂的首位，应用也最广

酚醛树脂泛指酚(苯酚、甲酚、二甲酚、间苯二酚等)与醛(甲醛、乙醛、糠醛等)合成的树脂，其中以苯酚与甲醛合成的苯酚甲醛树脂最为重要，它的产量占酚醛类树脂的首位，应用也最广泛。合成酚醛树脂的催化剂有酸、碱两大类，前者多用盐酸、草酸，有时也用磷酸、硫酸等其他酸；后者多用氨水、氢氧化钠，有时也用氢氧化钡、氧化镁、苯胺等作为辅助催化剂。近年来对采用金属盐类作为酚醛树脂合成的催化剂，有了更多的研究和应用。此外还有用酶、其他有机酸作为催化剂的报道。据酚醛树脂网(专家介绍，酚醛树脂在合成反应阶段分子量逐步增长，合成终点维持在线型及带支链的结构，相对分子质量一般均低于1000，特殊应用场合要高一些，甚至高于4000。酚醛树脂在应用于各种制品的成型过程必须要发生交联反应，使之形成三向网络大分子结构，相对分子量可谓无限大。三向网络结构可促进制品使用性能更加理想。促进交联的助剂包含固化剂和固化促进剂，六亚甲基四胺是最常用的固化剂，而固化促进剂可采用对甲苯磺酰氯和苯磺酰氯。表2-3 Novolak中各种异构体的含量关于Novolak的软化点，据酚醛树脂网(专家介绍，除与反应延续时间有关外还受起始的苯酚/甲醛摩尔比影响。如表2-4：表2-4 软化点与苯酚/甲醛摩尔比对照表

脲醛树脂制胶工段操作规程

制胶工段操作规程 1.检查甲醛库存量、尿素量、酸、碱等化工药品是否达到生产要求. 2.制胶前,检查甲醛容量罐、甲醛计量称、各电机、反应釜搅拌器是否正常. 3.各导热油阀、冷却水阀是否正常. 4.检查油温、冷却水压是否达到生产要求. 5.使用粘度计前,要调整水平. 6.在抽甲醛之前,首先检察各个阀门是否关好.抽好后,放甲醛时必须放完,放完后先关闭甲醛计量罐阀,(如发现反应釜甲醛液位高或低的,追究当班操作人员责任),再关闭甲醛容量罐各阀门. 7.必须严格按照工艺要求进行操作,如不按工艺生产,则追究当事人责任. 8.做胶前,按规定配好酸、碱浓度. 9.抽甲醛时必须以计量称为准,同时参考正常时的液位. 10.各个班操作员要监督辅助工按规定数量倒好尿素.同时要求辅助工把尿素绳拉出来,并捆好尿素袋,每捆20个袋. 11.各个班要监督辅助工拉尿素、吊尿素,吊尿素时不允许绳子找结,不允许有人站在吊架下或靠近. 12.放完甲醛后,必须看好反应釜液位是否与正常液位相符,加完每一次尿素以后也要看好液位是否正常,每个操作员都要熟悉好反应釜的反应规律,严格控制好制胶过程的质量. 13.在升温、保温、降温三个阶段,必须严格按工艺要求时间来控制.不能因为急于做完一釜胶,而省略了其中的某些步骤.

14.反应过程按规定测粘度、PH值.加酸、碱应缓慢进行,不允许一次加,加完后测PH.否则加酸多了,PH值低,粘度上升快,会有固胶的可能. 15.放胶、抽胶时,要注意抽胶泵工况,防止泵过热受损而漏胶. 16.要注意仪器与台面的清洁、干燥,测PH值时应脱下手套后再操作仪器,以防止手套有胶使仪器失调. 17.酸度计电极触头是玻璃,使用时要小心,不使用时浸泡在蒸馏水中. 18.要保持好制胶工段区域地板的清洁卫生,及时清洁漏出的甲醛、尿素、胶水等. 19.管理好辅助工,辅助工不能在做胶期间离开岗位或擅自提前离岗.

脲醛树脂的合成 (1)

目录1 目的............................................................................ (1) 2 综述............................................................................ (2) 脲醛树脂概述............................................................................ .. (2) 脲醛树脂的含义............................................................................ . (2) 脲醛树脂的概述............................................................................ . (2) 脲醛树脂的特点............................................................................ (3)

脲醛树脂的组成............................................................................ (3) 脲醛树脂的应用及用途............................................................................ .5 脲醛树脂的改性............................................................................ . (5) 脲醛树脂的合成方法............................................................................ .. (7) 脲醛树脂的生产工艺流程 (7) 脲醛树脂的原料配比 (8) 脲醛树脂的生产工艺 (8) 脲醛树脂的质量指标 (9)

脲醛胶制作工艺

. 配方：模压木制品用脲醛树脂胶黏剂 /g 用量组分用量/g 组分适量 960 氢氧化钠（30%）工业甲醛（36%）适量甲酸（20%）尿素（含氮量46.6%） 370 40℃时，加入占总量，加热至将甲醛投入反应器，搅拌，用氢氧化钠溶液调PH 值为7.5制备 90℃下反应。加入剩余的尿素，在内将温度升至90℃，保持20min3/4的尿素，在50-60min97℃。当黏度达到要92℃保温30min，之后逐渐升温至，于40min。用甲酸调PH值为5.3-5.6时停真空脱水，当脱水量达到甲醛含水量的65%求后，立即用氢氧化钠溶液调PH值为7.5-8。。当降温至50℃时放料。PH止脱水。降温，同时用氢氧化钠溶液调值为7-8本胶在家具的生产过程中主要用作锯末的黏结材料。以本胶、锯末、装饰纸为原料，制用途作桌面、凳椅面、建筑组合件等模压木制品，生产工艺简单，生产成本低，而且美观、牢固、耐水性能优良。脲醛胶全称脲醛树脂胶粘剂别名：脲醛树脂，脲醛树脂胶脲醛胶是尿素与甲醛在催化剂（碱性催化剂或酸性催化剂）作用下，缩聚成初期脲醛树脂，然后再在固化剂或助剂作用下，形成不熔、不溶的末期树脂胶粘剂。等的研究C.Goldschmidt首次合成，1896年前后在UF脲醛树脂（树脂）于1844年由B.Tollens 树脂缩合中间并能在常温固化胶合木材的Kanrit Leim UF后首次使用，1929年IG公司开发了名叫体，引起人们的重视。目前，由于脲醛树脂胶粘剂制造简单、使用方便、成本低廉、性能良好，已成为我国人造板生以上。90%产的主要胶种，占人造板用胶量脲醛树脂胶的改性工艺技术徐振明湖北达雅化工技术发展有限公司要：指出了传统脲醛树脂粘合剂存在的不足之处，详细论述了改性脲醛树脂胶的工艺配摘方。 PVA 改性剂粘合剂关键词：脲醛 Modified Technology of urea-formaldehyde Resin Agent .. . Abstract: The shortages of the traditional urea-formaldehyde

脲醛树脂的合成

目录 1目的............................................................................ (1) 2综述............................................................................ (2) 2.1脲醛树脂概述............................................................................ .. (2) 2.1.1脲醛树脂的含义............................................................................ . (2) 2.1.2脲醛树脂的概述............................................................................ . (2) 2.1.3脲醛树脂的特点............................................................................ (3) 2.1.4脲醛树脂的组成............................................................................ (3)

2.1.5脲醛树脂的应用及用途............................................................................ .5 2.2脲醛树脂的改性............................................................................ . (5) 2.3脲醛树脂的合成方法............................................................................ .. (7) 2.3.1脲醛树脂的生产工艺流程 (7) 2.3.2脲醛树脂的原料配比 (8) 2.3.3脲醛树脂的生产工艺 (8) 2.3.4脲醛树脂的质量指标 (9) 2.3.5工艺特点............................................................................ . (9) 3环保型脲醛树脂的综合性研究............................................................................

2019家具材料思考题答案

家具材料总复习概论部分思考题： 1.家具材料的概念和主要作用。概念：在家具设计和制造的范畴里，家具材料是指用于家具主体结构制作、家具表面覆面装饰、局部粘接和零部件紧固的与家具相关的各种材料总称。主要作用：家具设计中，对材料性能的把握和对材料语言的理解和诠释，是家具设计风格产生和家具实体制作实现的必要基础和充分条件。进行家具设计时，首先应该考虑的就是材料因素，要根据家具的功能选择适宜的材料，并利用不同材料的特性，将其有机地组合在一起，使其各自的性能和美感得以体现和深化。 2.家具材料的选择原则主要有哪些？功能协调性原则、装饰美学性原则（材料种类、颜色、透明性）、加工适应性原则、经济实用性原则、环境友好原则（安全、无毒、无污染） 3.家具材料的分类主要包括哪几种方法？答：按家具材料的化学性质分类、用途和主辅作用（结构材料，表面装饰材料和辅助材料）、软硬程度（软质材料，半硬质材料和硬质材料）、来源（天然--主要指木材、竹材、藤材、石材、及其他天然纤维装饰织物，这些材料在具有古典风格以及田园风格的家具制造中采用较多，也在不同风格的家具包覆材料中有广泛应用、人工--主要包括塑料、化学纤维、金属、玻璃、以及合成树脂胶粘剂等，该类材料在具有现代风格的塑料家具、金属家具、玻璃家具以及各种形式的软体家具制造中以及家具表面涂饰中被广泛采用） 4.家具材料的一般性质主要指哪几个方面？答：物理--密度（表示和评价家具材料的重要指标）、孔隙率、吸湿吸水性、导热性、耐热耐寒性力学性质--强度（抗压、抗拉、抗弯曲、抗剪切、耐磨损、抗冲击）、弹性（决定缓冲性能）、塑性装饰性--指由材料的质感、色彩纹理以及形状尺寸所表现出的综合视觉效果化学稳定性--受外界环境条件作用时，不易发生化学变化（如腐朽、老化、锈蚀等）的性能成型加工及表面加工性能 5.家具材料的吸湿吸水性对强度有何影响？根据干缩湿涨、纤维饱和点等方面进行回答 6.什么是绿色家具材料？从材料的使用功能、加工性能、表现力以及对环境的协调性等方面分析一下，在目前常用的各种家具材料中，你认为哪一种最有发展前景。答：在家具设计上，符合人体工程学原理，具有科学性，减少多余功能，在正常和非正常使用情况下，不会对人体产生不利影响和伤害；在家具材料选用上，符合有关环保标准要求，遵循材料利用绿色化的原则，实现家具用材的多样化、天然化、实木化、绿色化、环保化；在家具生产中，对生产环境不造成污染(清洁生产)、节能省料，并尽可能延长产品使用周期，让家具更耐用，从而减少再加工中的能源消耗；在家具包装上，其材料是洁净、安全、无毒、易分解、少公害、可回收；在家具使用中，没有危害人类健康的有害物质或气体出现，即使不再使用，易于回收和再利用 o.绿色设计是绿色家具的核心 o.绿色材料是绿色家具的基础 o.绿色生产是绿色家具的关键人造板部分思考题： 1.人造板的主要性能特点？答：幅面尺寸和厚度范围大，尺寸稳定变形小，质地均匀、利用率高，表面平整光洁，易于进行各种形式的机械加工和表面装饰加工，物理力学性能良好；采用人造板生产的板式家具结构简单大方、造型新颖时尚，可以满足当代人快节奏、多变化的生活方式对家具产品的时代潮流需求；人造板在许多性能上优于天然木材，这种板材既保持了天然木材的一些基本特点，又克服了木材的一些固有的天然缺陷 2.常用的家具用人造板主要包括哪些品种？答：胶合板、刨花板、中密度纤维板、细木工板和各种类型的贴面装饰人造板 3.什么是胶合板的构成原则？简述单板层积材和集成材的主要结构特点以及用途。答：对称原则：以胶合板的对称中心向两侧分布的对应层，其单板的树种、厚度、纤维方向、层数、制造方法和含水率等都必须相同，以避免产生应力和翘曲变形。层间纹理排列原则：相邻层单板纤维纹理方向互相垂直。

酚醛树脂与缩聚反应

酚醛树脂与缩聚反应集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）

酚醛树脂与缩聚反应酚醛树脂是世界上人工合成的第一类树脂材料，它具有良好的耐酸性能、力学性能、耐热性能，而且由于它原料易得，合成方便，目前仍被广泛应用。在高中教材里，酚醛树脂作为缩聚反应的典例，阐述了单体分子聚合成高分子的一种形式。与加聚反应不同，单体分子在发生缩聚反应时，生成的不仅仅是高分子化合物，还有小分子物质（如水）生成。也正是因为单体间缩去小分子物质，才成为有机物彼此连接成链状或体型的直接诱因。一、酚醛树脂的生成和缩聚反应原理缩聚反应是指单体间相互反应，生成高分子化合物同时生成小分子的聚合反应。是由和在催化剂条件下缩聚而成。反应机理是苯酚羟基邻位上的两个氢原子比较活泼，与甲醛醛基上的氧原子结合为水分子，其余部分连接起来成为高分子化合物——酚醛树脂。反应的方程式可以表示为：如果采用不同的催化剂，苯酚羟基对位上的氢原子也可以和甲醛进行缩聚，使分子链之间发生交联，生成体型酚醛树脂，如图：体型酚醛树脂绝缘性很好，是用作电木的原料。另外，以玻璃纤维作骨架，以酚醛树脂为肌肉，组合固化制成复合材料即玻璃钢。二、脲醛树脂的制备在教材244页选做实验上，尿素晶体和甲醛溶液在盐酸做催化剂的条件下反应制取脲醛树脂。反应原理为：反应中尿素分子中氨基上两个氢原子比较活泼，与甲醛醛基上氧原子结合生成水分子，其余部分相互连接为高分子化合物脲醛树脂，此反应原理与酚醛树脂的生成极为相似。实验操作很简单，只需用力振荡试管3分钟(使尿素晶体和甲醛溶液充分接触发生反应)，试管中即有白色粘稠固体生成，白色固体可溶于正丁醇等有机溶剂。脲醛树脂通常可作为密度板的粘胶剂。三、知识的延伸还有其他类似的缩聚反应，如糠醛可以代替甲醛和苯酚生成糠醛树脂，反应原理直接迁移过来即可。反应原理可以表示为：苯酚羟基邻位上两个活泼氢原子与糠醛分子醛基上氧原子结合生成水，其余部分生成高分子化合物。糠醛树脂现在在工业上大多用于玩具制造。缩聚反应是高中化学重要的有机反应类型之一，酚醛树脂的生成是该类型反应重要的应用示例，举一反三，希望同学们深刻理解反应实质，为接下来学习羧酸和醇通过酯化反应缩聚生成聚酯，理解氨基酸分子间缩合生成多肽和蛋白质打下很好的基础。

脲醛胶制作工艺

组分用量/g 组分用量/g 工业甲醛（36%） 960 氢氧化钠（30%）适量尿素（含氮量%） 370 甲酸（20%）适量制备将甲醛投入反应器，搅拌，用氢氧化钠溶液调PH值为，加热至40℃时，加入占总量3/4的尿素，在50-60min内将温度升至90℃，保持20min。加入剩余的尿素，在90℃下反应40min。用甲酸调PH值为，于92℃保温30min，之后逐渐升温至97℃。当黏度达到要求后，立即用氢氧化钠溶液调PH值为。真空脱水，当脱水量达到甲醛含水量的65%时停止脱水。降温，同时用氢氧化钠溶液调PH值为7-8。当降温至50℃时放料。用途本胶在家具的生产过程中主要用作锯末的黏结材料。以本胶、锯末、装饰纸为原料，制作桌面、凳椅面、建筑组合件等模压木制品，生产工艺简单，生产成本低，而且美观、牢固、耐水性能优良。脲醛胶全称脲醛树脂胶粘剂别名：脲醛树脂，脲醛树脂胶脲醛胶是尿素与甲醛在催化剂（碱性催化剂或酸性催化剂）作用下，缩聚成初期脲醛树脂，然后再在固化剂或助剂作用下，形成不熔、不溶的末期树脂胶粘剂。脲醛树脂（UF树脂）于1844年由首次合成，1896年前后在等的研究后首次使用，1929年IG 公司开发了名叫Kanrit Leim 并能在常温固化胶合木材的UF树脂缩合中间体，引起人们的重视。目前，由于脲醛树脂胶粘剂制造简单、使用方便、成本低廉、性能良好，已成为我国人造板生产的主要胶种，占人造板用胶量90%以上。脲醛树脂胶的改性工艺技术湖北达雅化工技术发展有限公司徐振明摘要：指出了传统脲醛树脂粘合剂存在的不足之处，详细论述了改性脲醛树脂胶的工艺配方。

关键词：脲醛粘合剂改性剂 PVA Modified Technology of urea-formaldehyde Resin Agent Abstract: The shortages of the traditional urea-formaldehyde resin agent are pointed out, and the process formulation of the modified urea-formaldehyde resin agent is discussed in detail 一、序言脲醛树脂作为一种传统的粘合剂，因其工艺简单，成本低廉，使用方便，具有良好的耐热、耐腐蚀性能及较高的粘结强度，而在人造板和木材加工及家具行业中得到了最大量的使用。但就目前情况而言，传统工艺生产的产品存在耐水性，耐老化性和韧性较差的缺点，特别是在环境意识和要求日渐提高的今天，传统工艺产品在生产和使用过程中大量逸出游离甲醛，污染环境，将会严重地制约和限制该产品的使用。因此，探讨改进传统工艺技术，最大限度地改进和完善产品性能，克服其不足，是很有必要的。本工艺技术采用PVA、三聚氰胺作改性剂，采用多次投料和加入改性填料（变性淀粉）而制得耐水性、耐老化性和韧性得以提高，游离甲醛含量降低的改性脲酸树脂粘合剂。二、改性原理甲醛与尿素的摩尔比大于1时，生成一羟甲脲和二羟甲脲及少量三羟甲胺和四羟甲胺 H 2NCONH 2 H 2 NCONHC 2 H 2 OH（一羟甲脲） H 2NCONHC 2 H 2 OH HOH 2 CHNCONHCH 2 OH（二羟甲脲）由生成方程式可见：生成物的结构中含有-OH和-CONH2基因，故在水中的稳定性差，则耐水性能差，同时，结构中碳酰胺健的水解，引发树脂结构破坏，则强度降低： 1 H 2 O 1 —H 2CNHCO——N——CH 2 ——CH 2 ——NH 2 +HOOC-N—CH— 如在缩聚前的矸性条件下，引入三聚氰胺形成三维网状结构，封闭部份吸水基因，则可