三聚氰胺与甲醛聚合反应
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三聚氰胺-甲醛树脂资料三聚氰胺-甲醛树脂是一种高分子化合物,也被称为脲甲醛树脂或氨基甲醛树脂。
由于其具有良好的耐磨、耐高温和耐腐蚀等性能,被广泛应用于合成材料、建筑、家具、纺织品等领域。
然而,三聚氰胺-甲醛树脂也存在健康和环境风险,特别是在产品中使用过量的情况下。
本文将详细介绍三聚氰胺-甲醛树脂的性质、应用、安全性和环境影响等方面的信息。
1.三聚氰胺-甲醛树脂的性质三聚氰胺-甲醛树脂是由氰酸胺和甲醛反应生成的。
它具有高分子量、硬度大、耐腐蚀性强等特点,属于热固性树脂。
它的化学结构稳定,不易分解,在高温下也不会熔化。
它可以根据需要添加各种助剂,如防火剂、增塑剂、填料等,从而改变其性能。
2.三聚氰胺-甲醛树脂的应用领域三聚氰胺-甲醛树脂广泛应用于合成材料、建筑、家具、纺织品等领域。
在合成材料方面,它被用于制造涂料、粘合剂、注塑制品等。
在建筑方面,它被用于制造地板、墙板、门窗等。
在家具方面,它被用于制造板材、家具背板、家具表面等。
在纺织品方面,它被用于纺织印花、纺织修饰等。
三聚氰胺-甲醛树脂的广泛应用,使得人们的生活更加便利和舒适。
3.三聚氰胺-甲醛树脂的安全性问题尽管三聚氰胺-甲醛树脂具有良好的性能,但过量使用会对人体健康产生一定的影响。
三聚氰胺-甲醛树脂中的甲醛物质可以挥发,导致室内空气中甲醛浓度过高。
长期吸入高浓度甲醛可能会引起眼部不适、呼吸道疾病等健康问题。
因此,在使用三聚氰胺-甲醛树脂制造的产品时,尤其是在密闭环境中,需要注意通风和减少甲醛的释放量。
4.三聚氰胺-甲醛树脂的环境影响三聚氰胺-甲醛树脂的生产和使用也对环境产生一定的影响。
首先,三聚氰胺-甲醛树脂生产过程中需要使用大量的能源和化学品,对环境造成负面影响。
其次,三聚氰胺-甲醛树脂不易降解,一旦进入环境中,会对土壤和水源造成污染。
此外,三聚氰胺-甲醛树脂生产过程中还会产生废水和废气,对环境造成污染。
综上所述,三聚氰胺-甲醛树脂是一种重要的合成材料,具有优异的性能,在多个领域得到广泛应用。
三聚氰胺甲醛树脂的改性工艺研究随着科技的发展和人们对环境友好产品的要求日益提高,传统的聚氨酯树脂逐渐受到了限制。
为了寻找一种更加环保的替代品,研究人员开始关注三聚氰胺甲醛树脂。
三聚氰胺甲醛树脂是一种通过三聚氰胺和甲醛反应制得的树脂材料。
它具有良好的机械性能、耐热性和耐腐蚀性,被广泛应用于胶粘剂、涂料和复合材料等领域。
然而,由于其制备过程中产生大量的甲醛气体,对环境和人体健康造成了严重的污染和危害。
因此,改性三聚氰胺甲醛树脂的研究变得十分重要。
改性工艺研究主要包括添加剂的选择和工艺参数的优化两个方面。
添加剂的选择是改性工艺的关键,不同的添加剂可以改善树脂的性能和降低甲醛释放量。
例如,添加纳米材料可以增强树脂的强度和硬度,提高耐热性和耐腐蚀性。
添加纤维素材料可以增加树脂的韧性和抗冲击性。
添加抗氧化剂和阻燃剂可以提高树脂的耐老化性和阻燃性。
通过合理选择添加剂,可以使改性三聚氰胺甲醛树脂在环境和机械性能上达到更好的综合性能。
工艺参数的优化是改性工艺的另一个重要方面。
工艺参数包括反应温度、反应时间、反应物比例等。
通过调节这些参数,可以控制树脂的交联程度和分子量分布,从而影响树脂的性能和甲醛释放量。
例如,提高反应温度可以促进反应速率和交联程度,增加树脂的强度和硬度。
延长反应时间可以增加交联程度,提高树脂的耐热性和耐腐蚀性。
合理选择反应物比例可以控制树脂的分子量分布,改善树脂的加工性能和力学性能。
综上所述,三聚氰胺甲醛树脂的改性工艺研究对于提高树脂的性能和降低甲醛释放量具有重要意义。
通过选择合适的添加剂和优化工艺参数,可以制备出更加环保、高性能的改性三聚氰胺甲醛树脂,满足人们对环境友好产品的需求。
三聚氰胺胶粘剂的制造工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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②预反应:将甲醛溶液加入反应釜中,调节pH至8.8~8.9,然后在40分钟内升温至90℃,加入计量好的三聚氰胺粉末,保温搅拌反应约半小时。
③中和降温:反应完成后,逐步降温,并加入适量氢氧化钠溶液调整pH值超过8.5,以中和体系中的酸性物质。
④醇化处理:导入适量的乙醇,有助于终止反应并改善树脂的溶解性和稳定性。
⑤熟化过滤:将得到的树脂溶液静置熟化一段时间,以促进分子链增长,随后通过过滤装置去除未反应的杂质和颗粒。
⑥蒸发浓缩:将过滤后的树脂溶液送入蒸发器,减压蒸发掉大部分溶剂乙醇,使树脂浓度增加。
⑦冷却结晶:将浓缩树脂液冷却,促使三聚氰胺甲醛树脂结晶析出。
⑧离心分离:使用离心机分离树脂结晶和剩余液体,进一步纯化产品。
⑨干燥粉碎:将湿树脂经过干燥处理,通常是使用连续干燥器,干燥后粉碎至所需粒度。
⑩成品包装:将制得的三聚氰胺胶粘剂粉末进行质量检验,合格后进行包装,以备销售和使用。
三聚氰胺甲醛树脂三聚氰胺与甲醛反应得到的聚合物,又称密胺甲醛树脂、密胺树脂,英文缩写MF。
加工成型时发生交联反应,制品为不溶不熔的热固性树脂。
习惯上把它与尿醛树脂统称为氨基树脂。
物理性质固化后的三聚氰胺甲醛树脂无色透明,在沸水中稳定,甚至可以在150C使用,具有自熄性、抗电弧性、良好的力学性能。
化学性质原料为三聚氰胺和37%的甲醛水溶液,甲醛与三聚氰胺的摩尔比为2~3。
第一步生成不同数目的N-羟甲基取代物,然后进一步缩合成线性树脂。
反应条件不同,产物分子量不同,可从水溶性到难溶于水,甚至不溶不熔的固体,PH值反应速率影响极大。
上述制得的树脂溶液不易贮存,工业上常用喷雾干燥法制成粉末固体。
密胺树脂在室温下不固化,一般在130-15O C热固化,加少量酸催化可提高固化速率。
在皮革工业的应用在皮革工业中,三聚氰胺树脂是常用的预鞣、复鞣、填充树脂,其中三羟甲基三聚氰胺树脂是应用最广的氨基树脂。
氨基树脂具有与醛鞣相似的鞣制机理:预聚体渗入皮内,随着PH值下降,预聚体在皮内自动缩合成具有一定大小的分子,通过分子中活泼的-NHCH 2OH与胶原肽链上的氨基进行缩合,形成共价交联体系,达到鞣质的目的。
由于羟甲基具有很高的反应活性,三羟甲基三聚氰胺分子间易发生缩聚反应,生产非线性交联分子,失去鞣制作用。
目前采用最广泛、效果最明显的办法是适当封闭羟甲基降低其活性,阻止分子间进一步缩聚,或在分子结构上引入亲水基团提高其水溶性。
目前国内外主要采用三聚氰胺、双氰胺单独或混合与甲醛缩合制备三聚氰胺树脂鞣剂,并根据需要对其进行适当改性。
在造纸工业中的应用由于三聚氰胺甲醛树脂内含有羟甲基,能在纤维束间形成醚化结构,这种不同分子间的交联而产生抗水性,使纸页取得增湿效果,故在造纸业中主要作湿增强剂、抗水剂。
阴离子改性三聚氰胺甲醛树脂主要是磺化三聚氰胺树脂,相比之下氨基磺酸盐改性的树脂效果较好,应用广泛。
该类产品可在酸性、中性或碱性条件下固化,既可在浆内添加,又可在涂布中配用。
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。
氨基树脂是有三聚氰胺和甲醛反应再醚化而成的。
最常见的水溶性氨基树脂是由六甲氧基甲基三聚氰胺,其甲基含量大于5(理论为6)。
他能溶于丁醇和水的混合物,但本身很少单独使用,若与醇树脂混用,可以制备高光泽、耐水、耐热、耐化学品的涂料。
在电泳涂料中使用,可提高漆膜的固化速度,烘烤温度可由原来160~170℃降至120~140℃;还可以与其他水溶性树脂,如环氧树脂、聚酯等混用。
六甲氧甲基三聚氰胺(HMMM)为完全水溶,具有最低羟甲基含量,在水性漆中相当稳定,其结构示意如下。
如果将部分甲氧基以丁氧基取代的氨基树脂课获得稳定的且涂膜柔韧性更好的水性树脂。
为了改善氨基树脂游离甲醛含量高、储存稳定性较差和使用较麻烦等缺点,可对氨基树脂进行改性。
用硫氢化钠改性的三聚氰胺甲醛树脂,可在较高的pH值下固化;用氨基磺酸盐改性的氨基树脂,可以在酸性、中性及碱性条件下固化;用乙二胺或三乙醇胺改性的氨基树脂具有阳离子性。
但氨基树脂通常应避开具有自缩合的亚氨基含量高的类型以及羟甲基含量高的类型,这两种类型水溶性虽然很好,但涂膜的耐水性能较差,因此水溶性好并非其唯一的选择。
氨基树脂的制备方法以三聚氰胺甲醛树脂的合成为例简单介绍制备方法。
一、 合成工艺二、合成反应第一步:三聚氰胺(Ⅰ)与过量甲醛反应,在碱性条件下生成六羟甲基三聚氰胺(Ⅱ,简称HM 3)。
N N N NH 2H 2N NH 2+ HCHO pH9~10(excess)N N N N N N CH 2OH CH 2OH CH 2OH HOH 2C HOH 2C HOH 2C (Ⅰ)(Ⅱ)第二步:在酸性条件下(Ⅱ)与过量的醇和甲醇反应可得六甲氧基甲基三聚氰胺(Ⅲ)。
+ CH 3OH pH2~3(excess)(Ⅲ)(Ⅱ)NN N N N CH 2OH CH 2OH CH 2OH HOH 2C HOH 2C HOH 2C N N N N N N CH 2OCH 3CH 2OCH 3CH 2OCH 3CH 3OH 2C CH 3OH 2C CH 3OH 2C1.反应阶段一步法二步法 2.脱水 蒸出法分水法常常3.后处理阶段 水洗过滤 常压蒸出 减压蒸出氨基树脂的性质一、HM3和丁醚化三聚氰胺树脂性质的对比HM3 丁醚化三聚氰胺树脂结构基本上是6官能团的单体化合物,不易自缩聚3~4官能团的聚合物,高温烘烤能自缩聚主要的-CH2OCH3主要的-CH2OH,-CH2OC4H9交联反应基团溶解性溶于醇、酮、芳烃、酯、醇醚类溶剂,部分溶于水溶于各种有机溶剂,不溶于水固化性较慢,需加酸性催化剂固化速度较快硬度大,柔韧性大硬度和柔韧性之间不易平衡固化涂膜性能20 30交联剂用量,%粘度低高用途卷材涂料,粉末涂料,水性涂料,纸张涂料,油墨制各种溶剂烘烤涂料造,高固体份涂料三、四、三种溶剂型氨树脂的性能对比丁醚化脲醛树脂丁醚化三聚氰胺树脂丁醚化苯代三聚氰胺树脂加热固化温度(℃)狭,100~180 宽,90~250 宽,90~250 固化性小,涂膜硬度高大,涂膜硬度高小,涂膜硬度高小,80℃以下难固化小,80℃以下难固化酸固化性大,选择适当的酸可室温固化柔韧性良硬脆,柔韧性差硬,柔韧性良附着力优差良耐水,耐碱性差良优耐溶剂性差良优光泽差良优户外耐候性差优差涂料稳定性差差,醚化度高者优优价格低中较高第四节氨基树脂的应用丁醚化脲醛树脂(60%)50.550%油度蓖麻油醇酸树脂(55%)33.3二丙酮醇7.8二甲苯7.9硅油溶液(1%)0.5固化剂(10%浓硫酸+90%丁醇) 22.轿车漆不干性油醇酸70三聚氰胺树脂30注:120℃×30min44%油度豆油醇酸树脂(50%)64 低醚化度三聚氰胺树脂(60%)23.5 丁醇 6.0二甲苯 6.0 硅油溶液(1%)0.5。
化工学院材料化学系2007 级
实验题目:三聚氰胺与甲醛聚合反应
一、实验目的
1.了解三聚氰胺与甲醛聚合反应的机理及其应用。
2.熟悉三聚氰胺与甲醛反应的实验条件及操作步骤。
二、实验原理
三聚氰胺与甲醛可以在酸性条件下发生缩合反应,反应通过控制单体组成和反应程度先得到可溶性的预聚体,即三聚氰胺的三羟甲基化合物,通过加入有机碱三乙醇胺控制溶液的pH为8-9,使预聚物稳定,在热的作用下通过层压得到羟甲基脱水缩合形成的交联聚合产物层压板。
三、实验药品及仪器
三聚氰胺
甲醛水溶液(36%)50ml 乌洛托品
三乙醇胺 4 滴
三颈瓶 1 套
搅拌器 1 套
温度计 2 支
回流冷凝管 1 支
滤纸夹子15 张
量筒(10ml) 1 支
培养皿 1 个
四、实验步骤及现象
五、实验过程现象讨论
1.反应液由乳白色变为澄清
答:这主要是由于三聚氰胺单体不溶于水,使得反应液开始时为乳白色液体,反应开始后,三聚氰胺单体与甲醛反应生成三聚氰胺羟甲基化合物,引入的羟甲基增加了反应单体的水溶
性,使得单体溶于水,反应液变得澄清。
2.测定沉淀比时如果水的量过多,会使得溶液变浑浊
答:水不是反应液的良溶剂,如果加入水的量过多,会导致预聚产物的析出。
所以在测定沉淀比时必须严格控制水和预聚物的体积比为 2 : 2,否则可能会导致反应不完全或过度。
3.预聚产物有一定的粘性
答:反应单体引入羟甲基之后,反应单体与反应溶液形成了比较多的氢键,使得反应液的粘
性增强,表现为从三颈瓶倒出来的预聚物流动比较慢,粘性较大。
六、思考题
1.本实验加入三乙醇胺的目的?为什么要保持反应体系的pH为8-9 ?
答:反应预聚物在pH8-9时才能稳定存在,三乙醇胺是有机碱,加入到反应体系中可以维持
反应液的pH在8-9,稳定生成的三聚氰胺羟甲基预聚物。