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）。
……
（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。
（2）、掌握缩聚的实验方法，掌握脲醛树脂的基本条件，熟悉脲醛树脂的制备方法。
（3）、理解脲醛树脂的用途。
九、实验原理
脲醛树脂是由尿素和甲醛经缩聚合反应制得的热固性树脂
第一步是亲核加成反应：即在中性或微碱性条件下，尿素与甲醛反应
生成各种羟甲基脲的混合物：
第二步是缩合反应：即在酸性条件下加热第一步的产物，使其分子间缩水成线型产物。即：
缩合反应(失水)既可以发生在亚氨基和羟甲基之间、羟甲基和羟甲基之间、又可以发生在甲醛和两个亚氨基之间。
十、实验仪器设备与药品
（一）实验仪器设备
三口烧瓶（50ml ）一个，冷凝管（球形、直形）各一只，搅拌器，恒温水浴，温度计，减压水汞，弯管，尾接管，接收瓶，烧杯（100ml ）若干个。
（二）药品
尿素（工业品10克），甲醛（工业品27ml ，含量为35%~37%），H 2NCONH 2 + H 2C
O HOCH 2NHCONH 2 + HOCH 2NH C O 2OH
HN CH 2NH C O 2CH 2NH C NH 2CH 2NH C NH
O CH 2OH O C NH O CH 2OH
纸浆板（100mm*120mm）若干块，1%氢氧化钠溶液，1%氯化铵溶液，精密pH试纸，氨水。
十一、实验步骤
实验装置如图8.1所示，先架好装置再称料反应。
（二）投料反应
（1）在烧杯中加入37%甲醛27ml，并用5%氢氧化钠溶液调pH为7.0~7.5，再加入10g尿素，迅速搅拌溶解后放入三口烧瓶，边搅拌边升温。
（2）温度升至90~92°C时，保温反应30min。此时pH降至6~5.5。
（3）用氯化铵溶液调pH为4.2~4.5（注意小心滴加），在90~92°C下缩聚30min。当与水混合呈乳白色时，停止反应，用5%NaOH 溶液中和至pH为6.5~7.0，并冷却至70°C左右。
（三）脱水
取下回流冷凝管和分液漏斗，改回流装置为减压蒸馏装置，如图8.3所示。在4~13KPa、60~70°C下脱水、当脱水量达计算量时停止脱水，降温后即得脲醛树脂。
十二、思考题
（1）、如何判断终点？
答：1．用玻璃棒沾取树脂，让其自然流下，最后两滴迟迟不掉，液滴滴下时，丝状物缩回棒上；
2．用吸管吸取少量树脂，滴入盛有清水的小烧杯中，树脂逐渐扩散为云雾状，并徐徐降至底部不生成沉淀，水也不浑；
3．取少量树脂滴在拇指或食指上，两指不断张合，在一分钟内觉得有一定粘度。
（2）、树脂的固化速度与哪些因素有关？
答：固化速度取决固化剂的性质、用量和固化温度
十三、注意事项
1、严格控制反应过程中的PH值及反应温度。
2、在保温期间如发现粘度剧增，出现冻胶应立即采取补救措施：（1）使反应液降温
（2）加入适量的甲醛水溶液稀释树脂
（3）加入适量的氢氧化钠水溶液，把PH调到7.0
十四、查阅的相关资料
高分子基础陈咏梅、李春主编科学出版社2009
高聚物产品生产技术张晓黎主编化学工业出版社2010.3 百度文库等
十五、参与资料查找人及所找资料
制备脲醛树脂合成的实验方案：林有强、袁冰冰
视频：陈栋、龚宏涛
合成实验：万敏、陈栋、朱亚运
PPT制作：陈栋
文档：陈栋
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）。
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
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：
常规脲醛树脂生产工艺(总2 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除
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
脲醛树脂的制备实验报告 篇一：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.................................................
脲醛树脂制备精选文档 TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-
脲醛树脂的制备 1、原材料对质量的影响 脲醛树脂是由尿素、甲醛、催化剂等合成，原材料对脲醛树脂的质量有很大的影响，必须严格控制。 、尿素 尿素中的杂质如缩二脲、游离氨和硫酸盐对脲醛树脂的反应和性能影响较大 1）、缩二脲是尿素在制造过程中高温时两个尿素分子缩合脱去一个分子氨而产生的。缩二脲的含量应小于%，若超过这个范围，则对脲醛树脂的耐久性影响较大，如含量为1%时，2个月之后脲醛树脂的粘接强度有明显下降。 2）、游离氨在生产尿素时，反应不完全，游离氨含量就高。游离氨含量不应大于%，超过之后就会使初始反应液PH增高，直接影响脲醛树脂的粘接强度和耐久性。 3）、硫酸盐含量尿素中的硫酸盐一般以硫酸铵的形式存在，硫酸铵与甲醛能发生如下的反应 2（NH 2） 2 SO4 + 6CH 2 O→（CH 2 ） 6 N 4 + 2H 2 SO 4 + 6H 2 O，由此可见硫酸盐含 量越高，在加热和缩聚过程中反应介质PH值降低的极限值，并伴有热
量放出。这样，在加成阶段就会使反应液在最初失去透明而成乳白 色，生成了不溶于水的亚甲基脲沉淀，此时合成反应已不能再继续进行。尿素中的硫酸盐含量也影响脲醛树脂的粘接强度，当含量大于%时，储存24h粘接强度就开始下降。因此，尿素中硫酸盐的含量不大于%。 、甲醛 甲醛溶液的浓度，甲醇、甲酸和铁的含量对脲醛树脂的合成与性能有一定的影响。 1）、甲醛含量 其他条件相同。甲醛含量高，反应速度快，树脂固含量亦高；反之，甲醛含量低，反应速度慢，树脂固含量低，如果甲醛含量低，为了提高固含量就要脱水，不仅廷长了操作时间，也消耗大量能源，所以要求甲醛含量为~%(质量) 2）、甲醇含量 甲醛溶液中的甲醇含量一般为6%~12%，一部分是由于制造时甲醇氧化不完全残留的，另一部分是为防止甲醛聚合，作为阻聚剂人为加入去的。甲醇对甲醛的阻聚作用是由于甲醇与甲醛的水合物甲二醇生成半缩醛，进而生成缩醛，使甲醛聚合的机会大大减少所致，其反应而下：
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)
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
实验报告 课程名称 胶黏剂技术 实验 实验名称脲醛树脂粘合剂的制备姓名班级学号 一、实验目的 (1) 了解缩聚反应的原理。 (2) 熟悉脲醛树脂的制备方法。 (3) 了解脲醛树脂的用途。 二、实验原理（依据） 尿素与甲醛的反应，是工业上常用的缩聚反应之一。该反应常受pH值的影响较大，在中性或弱碱性(pH＝7~8)时，可得第一阶段的一或二羟甲基脲。 一羟甲基脲二羟甲基脲一羟甲基脲相互反应，可得直线状的聚亚甲基脲。 二羟甲基脲相互反应，可得环状的聚亚甲基脲。
三、仪器与原料 四口烧瓶、冷凝管、搅拌器、恒温水浴、温度计、玻璃棒、胶头滴管、电子天平、烧杯。 尿素25g、甲醛(37％)68ml、5％氢氧化钠溶液、20％氯化铵溶液、水、pH试纸、测试用木板。 四、实验装置图 五、实验步骤 ①实验装置如图所示。 ②在三口烧瓶中加入37％甲醛68mL，并用5％氢氧化钠溶液调pH为~，再加入25g脲，边搅拌边升温。 ③温度升至90~920C时，保温反应30分钟。此时pH降至6~。 ④用氯化铵溶液调pH值为~，在90~92℃下缩聚30分钟。当与水混合呈乳白色时，停止反应，用5％NaOH溶液中和至pH为~，并冷却至70℃左右。 ⑤将反应液倒入烧杯，水浴冷却。 六、实验记录 (1) 原材料用量记录 甲醛68ml、5%NaOH若干、20％NH 4 Cl若干、脲25g、
七、实验结果与讨论 1.因为反应液中带有粉状物质，且粘性较低，所以实验失败。 2.分析原因：实验过程中我们组未能严格做到试剂加入精确，反应温度控制也不够精确，特别是PH值未能做到严格准确控制，因而导致实验体系反应不完全。 八、对该类产品的应用及改性设想 应用： 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、日用品、装饰品、麻将牌等，也可用于部分餐具的制造。 改性： 1．在甲醛一次加入后，在一定的ＰＨ值，温度下分三批加入尿素进行阶段反应，从而获得一种胶液性能稳定，粘接的制品质量好，强度高的胶合板、碎木板、刨花板、纤维板等用的粘合剂。 2．用三聚氰氨改性脲醛树脂胶粘剂提高了脲醛树脂粘剂的耐水性，并有效降低了游离甲醛含量。 九、实验图片展示
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............................................................................
常规脲醛树脂生产工艺公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
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
实验四脲醛树脂的合成与应用 脲醛树脂是由尿素与甲醛经加成聚合反应制得的热固性树脂。产物的结果比较复杂，直接受尿素与甲醛的摩尔比、反应体系的PH值、反应温度、时间等条件的影响。例如：当在酸性条件下反应时，产物是不溶于水和有机溶剂的聚次甲基脲：在碱性条件下发生反应时，则生成水溶性的一羟甲基脲或二羟甲基脲等等。 脲醛树脂具有毒性小、固化后透明性高、胶缝无颜色、原料充足、价格低廉等优点，主要作为粘合剂用于建筑、塑料、涂料、纺织等行业。 一、实验目的 了解脲醛树脂性质、用途，掌握其合成方法。 二、实验原理 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： 2)缩聚反应(树脂化) 羟甲基脲中含有活泼的羟甲基，可进一步缩合生成聚合物．由于碱性条件下缩聚反应很慢，所以调节在微酸介质中，羟甲基脲和未反应的尿素、羟甲基与羟甲基之间进行亚甲基化反应，
典型的反应有 还有甲醛和亚氨基之间的缩合，可生成低交联度的线型脲醛树脂，加热或加入固化剂能加速 反应的进行，羟甲基和氨基能进一步缩合，交联成体型网状结构。 三、实验步骤： 1)碱性加成阶段在装有回流冷凝器、温度计、搅拌磁子的250 mL 三颈烧瓶中，注入15mL质量分数为37％甲醛水溶液，开启搅拌器加热搅拌至30~C保温。加入尿素5 g，，按2：1质量比，分二次投料，慢慢加入第一批尿素溶液，等全部溶解后，缓慢升温到70℃，反应l5min．保温结束后，加入第二批尿素溶液，缓慢升温到90℃，保温反应30 min，则加成反应结束．呈现粘稠乳白色悬浮液。 2)把白色悬浮液倒入纸杯中，加入5g填料，充分搅拌均匀。 3)加入2mL磷酸，搅拌均匀后，静置10min，得到均匀的固体。 实验现象：碱性加成阶段，随着温度的升高，尿素不断溶解，反应液逐渐由无色透明转为乳白色液体，最后得到粘稠的乳白色悬浮液;分
脲醛树脂 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。 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。 组成
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 (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)
脲醛树脂的制备 1、原材料对质量的影响 脲醛树脂是由尿素、甲醛、催化剂等合成，原材料对脲醛树脂的质量有很大的影响，必须严格控制。 1.1、尿素 尿素中的杂质如缩二脲、游离氨和硫酸盐对脲醛树脂的反应和性能影响较大 1）、缩二脲是尿素在制造过程中高温时两个尿素分子缩合脱去一个分子氨而产生的。缩二脲的含量应小于0.8%，若超过这个范围，则对脲醛树脂的耐久性影响较大，如含量为1%时，2个月之后脲醛树脂的粘接强度有明显下降。 2）、游离氨在生产尿素时，反应不完全，游离氨含量就高。游离氨含量不应大于 0.03%，超过之后就会使初始反应液PH增高，直接影响脲醛树脂的粘接强度和耐久性。 3）、硫酸盐含量尿素中的硫酸盐一般以硫酸铵的形式存在，硫酸铵与甲醛能发生如下的反应 2（NH2）2SO4 + 6CH2O→（CH2）6N4+ 2H2SO4+ 6H2O，由此可见硫酸盐含量越高，在加热和缩聚过程中反应介质PH值降低的极限值，并伴有热量放出。这样，在加成阶段就会使反应液在最初失去透明而成乳白色，生成了不溶于水的亚甲基脲沉淀，此时合成反应已不能再继续进行。尿素中的硫酸盐含量也影响脲醛树脂的粘接强度，当含量大于0.02%时，储存24h粘接强度就开始下降。因此，尿素中硫酸盐的含量不大于0.01%。 1.2、甲醛 甲醛溶液的浓度，甲醇、甲酸和铁的含量对脲醛树脂的合成与性能有一定的影响。 1）、甲醛含量 其他条件相同。甲醛含量高，反应速度快，树脂固含量亦高；反之，甲醛含量低，反应速度慢，树脂固含量低，如果甲醛含量低，为了提高固含量就要脱水，不仅廷长了操作时间，也消耗大量能源，所以要求甲醛含量为36.5~37.5%(质量) 2）、甲醇含量 甲醛溶液中的甲醇含量一般为6%~12%，一部分是由于制造时甲醇氧化不完全残留的，另一部分是为防止甲醛聚合，作为阻聚剂人为加入去的。甲醇对甲醛的阻聚作用
工大学材料系料与工程实验６ 脲醛树脂的制备(缩聚反应) 一、目的要求 1. 了解缩聚反应的原理。 2. 熟悉脲醛树脂的制备方法 3. 了解醛树脂的用途。 二、原理 脲醛树脂是由尿素和甲醛(一般用甲醛水溶液)缩合得到的热固性树脂，是俗称氨基树脂中的主要品种，也是热固性塑料中产量较大的一个品种，它的主要用途是做粘合剂，用于粘结木材(如胶合板)和层压塑料；其次是制模塑粉，生产各种机械制件，食品用具、文具等。其制品的特点是色彩鲜艳，表面硬度较好，其缺点是吸水性大，耐冲击和耐温都较低。 脲醛树脂的缩聚反应及其结构非常复杂，它的反应因尿素和甲醛的比例，溶液的pH 值以及反应温度的不同而不同。—般尿素与甲醛的摩尔比1：1.3～2.0为宜。为调节反应的PH 值，常加入氢氧化钠或六次甲基四胺。根据要求，控制缩聚反应进行的程度，可制成线型的（A 阶段)，支链型的(B 阶段)，以及体型的(C 阶段)各种不同结构的树脂。在实际生产中，总是将缩聚反应控制在A 阶段，最多不超过B 阶段，只是在最后一步产品成型中才使缩聚进行到C 阶段，即形成体型结构。 所谓体型聚合是指某一2官能度的单体和另一2官能度以上的单体缩聚时，先产生支链，然后进一步交联成体型结构的缩聚过程。 尿素与甲醛的反应，是工业上常用的缩聚反应之一。该反应常受pH 值的影响较大，在中性或弱碱性(PH ＝7～8)时，可得第一阶段的一或二羟甲基脲。 22OH 2OH 一羟甲基脲二羟甲基脲 一羟甲基脲相互反应，可得直线状的聚亚甲基脲： 222OH 22n 二羟甲基脲相互反应，可得环状的聚亚甲基脲： N CH 2N CH 2N CH 2N CH 2N CH 2N CH 2CO CO CO 尿素与甲醛在中性或弱酸性（PH ＝5～7）中反应，可得亲水性树酯，将此树脂以脱
实验四腮醛树脂的合成与应用 豚醛树脂是由尿素与甲醛经加成聚合反应制得的热固性树脂。产物的结果比较复杂，直接受尿素与甲醛的摩尔比、反应体系的PH值、反应温度、时间等条件的影响。例如：当在酸性条件下反应时，产物是不溶于水和有机溶剂的聚次甲基麻：在碱性条件下发生反应时，则生成水溶性的一密甲基腺或二務甲基腺等等。 豚醛树脂具有毒性小、固化后透明性高、胶缝无颜色、原料充足、价格低廉等优点，主要作为粘合剂用于建筑、塑料、涂料、纺织等行业。一、实验目的 了解豚醛树脂性质、用途，掌握其合成方法。 二、实验原理 麻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務甲基腺、二務甲基腺等： 0 0 II II H2NCONH2 +HCH ——? HOCH2NH—c—NH2 0 0 II HOCH2NH—C—NH2 +HCH 0 II c—
2）缩聚反应（树脂化）務甲基月尿中含有活泼的轻甲基，可进一步缩合 生成聚合物.由于碱性条件下缩聚反应很慢，所以调节在微酸介质中, 释甲基麻和未反应的尿素、老甲基与轻甲基之间进行亚甲基化反应, 典型的反应有 HOCH 2NHCONH 2 +HOCH2NHCONH2 ― HOCH 2NHCONHCH 2NHCONH 2 +H 2O HOCH2-NH _A HN —CH 2OCH 2NH CONHCH.OH ~CONH 2 CONHCH 2OH 还有甲醛和亚氨基之间的缩合，可生成低交联度的线型麻醛树脂，加 热或加入固化剂能加速 反应的进行，轻甲基和氨基能进一步缩合，交联成体型网状结构。 三、实验步骤： 1） 碱性加成阶段在装有回流冷凝器、温度计、搅拌磁子的250 mL 三颈烧瓶中，注入15mL 质量分数为37%甲醛水溶液，开启搅拌器加 热搅拌至30?C 保温。加入尿素5g,,按2: 1质量比，分二次投料， 慢慢加入第一批尿素溶液，等全部溶解后，缓慢升温到709 ,反应 15min.保温结束后，加入第二批尿素溶液，缓慢升温到909，保 温反应30 min,则加成反应结束.呈现粘稠乳白色悬浮液。 2） 把白色悬浮液倒入纸杯中，加入5g 填料，充分搅拌均匀。 O 11 —HCH --------- ? HN —CH 2NH CONH 2 CONHCH 2OII HN —CH 2OH CONH 2
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