尿素甲醛树脂
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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。
关于脲醛树脂发展的研究摘要:随着经济的发展,在木材、建筑、轻工、纺织行业中使用的胶粘剂需求仍将大幅度增加, ,给脲醛树脂的发展创造了良好的先决条件。
进一步发展绿色节能的脲醛树脂生产工艺,能够改变其市场供应紧张局面,满足消费者日益增长的环保需求,将会促进建筑、塑料、纺织、涂料、木材加工业的可持续发展,因而具有十分重要的意义。
关键词:脲醛树脂尿素甲醛胶粘剂1结构与性能脲醛树脂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。
其结构式为[-NH-CO-NH-CH2-]n脲醛树脂一般为水溶性树脂,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,具有一定的韧性,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。
但它易于吸水,因而耐水性和电性能较差,耐热性也不高。
遇强酸、强碱易分解,耐候性较差。
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。
2研发历史脲醛树脂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。
国外80 年代开发出粉状脲醛树脂后, 在美、英、法、日等许多国家内获得越来越广泛应用, 使之逐渐发展成为合成胶粘剂的第一大胶种,占胶粘剂总用量的一半左右。
在80 年代,国内有55 %的甲醛用于生产脲醛树脂,年需求增长率为6~8 %。
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(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%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:HOCH2OH + CH3OH≒CH3OCH2OH + H2OCH3OCH2OH + CH2O?≒CH3OCH2OCH3+ H2O除阻聚作用外,甲醇还影响树脂的缩聚反应速度和储存稳定性。
脲醛树脂的合成一.实验目的学习脲醛树脂合成的原理和方法,从而加深对缩聚反应的理解。
二.实验原理脲醛树脂是甲醛和尿素在一定条件下经缩合反应而成,第一步加成,生成各种羟甲基脲的混合物。
第二步是缩合反应,可以在亚氨基和羟甲基间脱水缩合。
或者羟甲基与羟甲基间脱水缩合:此外,还有甲醛与亚氨基间的缩合均可生成低分子量的线性和低交联度的脲醛树脂:这样继续下去,得到线性缩聚物。
其分子主链有以下的结构:上述中间产物中含有易溶于水的羟甲基,故可作胶黏剂使用,当进一步加热,或者在固化剂作用下,羟甲基与氨基进一步缩合成复杂的网状体型结构。
由于在最终产物中保留部分羟甲基,因而赋予胶层较好的粘结能力。
也可以在羟甲基与羟甲基间缩合脱水。
此外,甲醛与亚氨基间的缩合均可生成低分子量的线型和低交联度的脲醛树脂,这样继续下去,的线型缩聚物。
脲醛树脂的结构尚未完全确定,可认为分子主链上有以下结构:上述中间产物含有易溶于水的羟甲基,故可做胶粘剂使用,当进一步加热,或者在固化剂作用下,羟甲基与氨基进一步缩合交联成复杂的网状体型结构。
三.实验仪器和药品仪器:三颈烧瓶,回流冷凝管,电动搅拌器,温度计及其套管药品:甲醛(约37%),环六亚甲基四胺,浓氨水,尿素,1%氢氧化钠溶液,氯化铵四.主要反应试剂及产物的物理常数五.实验步骤在250mL的三颈烧瓶中,分别装上电动搅拌器,水冷凝管和温度计,并把三颈烧瓶置于水浴中。
检查装置后,于三颈烧瓶内加入35mL甲醛溶液(约37%),开动搅拌器,用环六亚甲基四胺(约1.2g)或浓氨水(约1.8mL)调至pH=7.5-8,慢慢加入全部尿素的95%(约11.4 g)。
全部尿素溶解后(稍热至20-25℃),缓缓升温至60℃,保温15min,然后升温至97-98℃,加入余下尿素的5%(约0.6 g),保温反应50 min,在此期间,pH为6-5.5。
在保温40 min时开始检查是否达到终点,到终点后,移开火源,适当在水浴中加入少量冷水,降温至50℃以下,取出5mL粘胶液留作粘结作用后,其余的产物用1%氢氧化钠溶液调至pH为7-8,出料密封于玻璃瓶中。
脲醛树脂的合成与应用实验报告【摘要】本实验通过尿素和甲醛为原料,采用酸催化法合成脲醛树脂,探究了溶液浓度、温度、催化剂用量等因素对脲醛树脂性能的影响,并研究了其在木材防腐、塑料增强等领域的应用。
实验结果表明,合成的脲醛树脂具有良好的耐热性、抗腐蚀性和增强效果。
【关键词】脲醛树脂;合成;应用一、引言脲醛树脂是一种重要的合成高聚物材料,具有优异的性能和广泛的应用领域。
通过脲醛树脂的合成和应用研究,可以为相关领域的发展提供技术支持和理论指导。
本实验旨在通过合成脲醛树脂,并研究其在木材防腐和塑料增强等方面的应用。
二、实验部分1.实验原料尿素、甲醛、硫酸、水、木材样品、塑料样品等。
2.实验方法(1)合成脲醛树脂:将一定比例的尿素和甲醛溶解于水中,加入适量的硫酸作为催化剂,通过酸催化反应合成脲醛树脂。
(2)控制变量实验:通过改变尿素和甲醛的浓度、反应温度、催化剂的用量等因素,研究其对脲醛树脂性能的影响。
(3)应用实验:将合成的脲醛树脂应用于木材防腐和塑料增强,观察其效果。
三、结果与讨论1.合成脲醛树脂通过酸催化反应合成脲醛树脂,反应后得到固体产物。
通过红外光谱仪对产物进行表征,发现产物中存在醛基和脲基等特征吸收峰,表明脲醛树脂成功合成。
2.影响因素分析(1)浓度:增加尿素和甲醛的浓度可以提高产率和固含量,但超过一定浓度后,固含量开始下降。
浓度过高可能导致反应速率过快,产物受限于固相区域。
(2)温度:在一定温度范围内,反应速率与温度呈正相关。
但过高温度可能导致产物结构不稳定。
(3)催化剂用量:适量的催化剂用量可以有效催化反应,但用量过多会影响产物质量。
3.应用实验将合成的脲醛树脂应用于木材防腐和塑料增强,观察发现,脲醛树脂能够显著提高木材的抗腐蚀性能,延长其使用寿命;同时,在塑料中加入脲醛树脂可以增强塑料的强度和硬度。
四、结论本实验成功合成了脲醛树脂,并研究了其在木材防腐和塑料增强方面的应用。
实验结果表明,脲醛树脂具有良好的耐热性、抗腐蚀性和增强效果,具有广阔的应用前景。
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................................................. ................................................... ..22.1.1 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................................................. .. (1)3.1.4 分析方法................................................. ................................................... .113.2 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................................................. .123.2.3 三聚氰胺用量对脲醛树脂胶性能的影响.................................................133.2.4 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。
尿醛树脂步骤:加入甲醛后继续加入浓氨水调节PH 值7-7.5,搅拌下加入11.4g 尿素,缓升温90度,保温1小时。
10分钟升温95-98度保温1小时,此期间PH 会自动下降5-5.5,加入0.6g 尿素。
检查终点,降温到50度,用氢氧化钠调节PH7-8,密封保存。
制备脲醛树脂分几步进行?各步所要求的条件有何不同?答:脲醛树脂是由尿素和甲醛经缩聚反应而成。
主要分两步: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:一羟基脲二羟基脲第二步是缩合反应: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。
为什么在脲醛树脂合成过程中第一步反应的PH 值不能超过8?答:如果PH 值超过8,则这时甲醛分子间能发生坎尼查罗(Cannizzaro)反应,即一分子甲醛被还原成甲醇,另一分子甲醛被氧化成甲酸。
制备脲醛树脂时,尿素与甲醛的用量配比怎样才算合适?尿素为什么要分两次加入反应体系中?答:尿素与甲醛的用量以1:1.6-2.0(摩尔比)为宜。
尿素可以一次加入,但分两次加效果更佳。
因为这样就可以使甲醛有更多的机会和尿素反应,可以大大减少树脂中游离的甲醛。
尿素加入时,由于溶解吸热,可使反应温度降低5-10 0C ,为了使反应液维持一定的温度,需要慢慢地加入尿素。
你如何判断脲醛树脂合成反应的终点?答:判断脲醛树脂反应的终点,可采用下列三种方法之一:(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。
当脲醛树脂的合成至终点时,为什么要用NaOH 溶液调至反应混合液的PH 为7 ?答:因为脲醛树脂的合成至终点时,溶液的酸度较大。
脲醛树脂制造所用的尿素与甲醛的供应和计量脲醛树脂是人造板行业中使用的重要原料之一,对人造板的质量起着决定性的作用,而且在人造板的成本中占重要地以纤维板和刨花板为例,脲醛树脂的原料用量与木材用量之比 (质量比)约为 1:(7.5-8.5),但由于其单价较高,因此对成本的影响分别占 25%与 45%左右。
尿素和甲醛的原料价格高低、质量好坏及计量准确与否,对人造板生产企业的经济效益及产品质量影响巨大。
1 尿素1.1 尿素的计量在讨论这个问题之前,不妨先介绍一下国外大型企业是如何解决这个问题的。
2005年美国 GP 公司曾数次派代表团到我公司进行交流。
据介绍,他们采用的是特制的火车槽车装运散装尿素,每辆椭圆形槽车下有个锥形斗。
经火车地磅过秤后,即可将尿素通过锥形斗装入螺旋输送机中,再通过斗式提升机进入工厂的锥形储斗,储斗筒形侧壁有料位监视装臵,锥部侧壁装有活塞式空气振动器,支座上装有电子秤。
向胶罐加料时,启动储斗出口的旋转给料阀,通过电子秤上显示的质量变化即可得知向胶罐中加入的尿素质量。
其优点可归纳如下。
1.1.1 采用散装尿素可降低成本采用散装尿素,不使用包装袋,也不需要人工搬运尿素,可降低成本。
国内目前尚无散装尿素,均为袋装尿素,有 40kg /袋与 50kg/袋两种包装,包装材采用每吨包装费约为50-60元,人工装卸搬运费若以 10元/ t 计,则两者共需 60~70元/t。
一个年耗尿素 3万 t人造板生产企业,如能省下这笔开支,一年即可增加l80~2l0万元。
散装尿素的前提是要有货源,并且尿素流动性要好且无结块。
据了解,国内大型尿素装臵 (50万 t/年 )均有散装尿素库,而且由于生产稳定,各项操作指标控制严格,所以通常尿素均不结块。
但是,国内人造板生产企业一般没有进厂专用铁路线,采用上述铁路槽车有一定的困难,但可考虑采用特制的汽车槽车(或翻斗车改装 ),将尿素从散装尿素库装车后运至使用点。
附近有大型尿素装臵的人造板企业可考虑采用这个方案。
一、实验目的1. 研究尿素甲醛树脂的制备方法及影响因素;2. 分析尿素甲醛树脂的物理性能和化学性能;3. 探讨尿素甲醛树脂在工业应用中的潜力。
二、实验材料与仪器1. 实验材料:尿素、甲醛、氢氧化钠、水等;2. 实验仪器:反应釜、搅拌器、温度计、酸度计、电子天平、拉力机、扫描电镜等。
三、实验方法1. 尿素甲醛树脂的制备(1)将尿素和甲醛按照一定比例混合,加入氢氧化钠作为催化剂;(2)将混合物加热至一定温度,搅拌反应一定时间;(3)反应结束后,将产物冷却至室温,进行固液分离;(4)将得到的尿素甲醛树脂干燥、粉碎,得到实验样品。
2. 尿素甲醛树脂性能测试(1)物理性能测试:包括密度、吸水率、溶胀率等;(2)化学性能测试:包括酸碱度、凝胶时间、分解温度等;(3)力学性能测试:包括拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等;(4)微观结构分析:采用扫描电镜对样品进行观察。
四、实验结果与分析1. 尿素甲醛树脂的制备(1)反应条件对树脂制备的影响:通过改变反应温度、反应时间、尿素与甲醛的摩尔比等因素,研究其对树脂制备的影响;(2)反应机理分析:通过研究反应过程中产生的中间体和最终产物,分析反应机理。
2. 尿素甲醛树脂的物理性能(1)密度:随着反应温度的升高,树脂的密度逐渐增大;(2)吸水率:随着反应时间的延长,树脂的吸水率逐渐降低;(3)溶胀率:随着反应温度的升高,树脂的溶胀率逐渐降低。
3. 尿素甲醛树脂的化学性能(1)酸碱度:在反应过程中,酸碱度对树脂的制备和性能有显著影响;(2)凝胶时间:随着反应时间的延长,凝胶时间逐渐缩短;(3)分解温度:随着反应温度的升高,树脂的分解温度逐渐升高。
4. 尿素甲醛树脂的力学性能(1)拉伸强度:随着反应温度的升高,树脂的拉伸强度逐渐增大;(2)弯曲强度:随着反应时间的延长,树脂的弯曲强度逐渐增大;(3)冲击强度:随着反应温度的升高,树脂的冲击强度逐渐增大。
5. 尿素甲醛树脂的微观结构扫描电镜观察结果表明,尿素甲醛树脂具有较好的微观结构,表面光滑,无明显的缺陷。
柔性脲醛树脂一、工艺配方1.甲醛:1165kg(含量为37%±0.5%);2.尿素:500kg(两次加入①453k g②47kg含量为46.3%);3.氯化铵溶液:适量(比例为:氯化铵:水=1:4,氯化铵的含量为98%);4.液碱:适量(含量为30%-40%)5.聚乙烯醇:4.1kg(PV A,型号1799-H,絮状,一级品)。
二、操作工艺1.上料:先一次性加入甲醛,加碱中和(750ml以上,PH值为7.5左右),后一次性加入聚乙烯醇,在加入第一次尿素。
2.升温:料全部上好后,用20-30分钟时间用蒸汽加热至40-45度后,关闭蒸汽加热阀门,靠自身反应提升温度,慢慢升温至91℃±2℃(85-90℃),保温1小时。
3.反应:保温1小时后降温至88℃开始反应(此时的PH值为7.5-8.0之间),慢慢的分批的加入1600ml左右氯化铵溶液,使PH值降至4.8-5.1之间就可以了,在加氯化铵溶液时,温度不要超过92℃,待PH值到位后,温度可以达到94±1℃,继续反应,待树脂的水溶性达到3.8-4.5之间即为终点。
4.中和:树脂的水溶性达标后,加入1300ml左右的液碱中和,待PH值达到7.5-8.0之间就可以了,最后加入二次尿素,此时为树脂合成结束。
5.脱水:上述情况结束后,对树脂进行脱水,当粘度达到100-130“/25℃(涂-4杯检测),即为终点,整个过程大约需要2小时左右。
6.冷却、包装:脱水结束后,对树脂进行包装(树脂空桶要清洗,确保干净度),包装好后,在桶盖上标注好商标(包括树脂名称、批号、粘度、生产日期等),到此,生产过程已全部结束,总时间约为6小时左右。
7.脲醛树脂检测标准,粘度(100-130”/25℃,涂4杯测);水溶比(1:2。
5-4.5/25℃),固含量(60-65%,120℃烘2小时);PH值(7.8-8.1)。
脲醛树脂制造所用的尿素与甲醛的供应和计量脲醛树脂是人造板行业中使用的重要原料之一,对人造板的质量起着决定性的作用,而且在人造板的成本中占重要地以纤维板和刨花板为例,脲醛树脂的原料用量与木材用量之比 (质量比)约为 1:(7.5-8.5),但由于其单价较高,因此对成本的影响分别占 25%与 45%左右。
尿素和甲醛的原料价格高低、质量好坏及计量准确与否,对人造板生产企业的经济效益及产品质量影响巨大。
1 尿素1.1 尿素的计量在讨论这个问题之前,不妨先介绍一下国外大型企业是如何解决这个问题的。
2005年美国 GP 公司曾数次派代表团到我公司进行交流。
据介绍,他们采用的是特制的火车槽车装运散装尿素,每辆椭圆形槽车下有个锥形斗。
经火车地磅过秤后,即可将尿素通过锥形斗装入螺旋输送机中,再通过斗式提升机进入工厂的锥形储斗,储斗筒形侧壁有料位监视装臵,锥部侧壁装有活塞式空气振动器,支座上装有电子秤。
向胶罐加料时,启动储斗出口的旋转给料阀,通过电子秤上显示的质量变化即可得知向胶罐中加入的尿素质量。
其优点可归纳如下。
1.1.1 采用散装尿素可降低成本采用散装尿素,不使用包装袋,也不需要人工搬运尿素,可降低成本。
国内目前尚无散装尿素,均为袋装尿素,有 40kg /袋与 50kg/袋两种包装,包装材采用每吨包装费约为50-60元,人工装卸搬运费若以 10元/ t 计,则两者共需 60~70元/t。
一个年耗尿素 3万 t人造板生产企业,如能省下这笔开支,一年即可增加l80~2l0万元。
散装尿素的前提是要有货源,并且尿素流动性要好且无结块。
据了解,国内大型尿素装臵 (50万 t/年 )均有散装尿素库,而且由于生产稳定,各项操作指标控制严格,所以通常尿素均不结块。
但是,国内人造板生产企业一般没有进厂专用铁路线,采用上述铁路槽车有一定的困难,但可考虑采用特制的汽车槽车(或翻斗车改装 ),将尿素从散装尿素库装车后运至使用点。
附近有大型尿素装臵的人造板企业可考虑采用这个方案。
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46.6%)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7.5,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5.3-5.6,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7.5-8。
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。
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。
工艺方法工艺配方:甲醛,尿素(摩尔比)=1.36:1 三聚氰胺1%(物料总量),聚乙烯醇1%(物料总量),20%氯化铵7%(物料总量),变性淀粉3%(物料总量)将配方中的甲醛投入反应釜,用30%的NaOH调PH值为8—8.5,加入第一批尿素(尿素总量的40%),反应15分钟,加入三聚氰胺,控制温度85℃,反应30—40分钟,以20%NH4CL调PH值5—5.5,加入PVA,再加入第二批尿素(总量的50%),控制温度85±5℃,反应40—60分钟,调PH值为7—8,加入剩余的尿素,反应10—20分钟,调PH值7—8,冷却在40℃以下,加入填料,搅拌均匀后出料。
工艺过程注意问题1、PH值偏低时缩聚时易生成不溶性的聚甲基脲而产生沉淀,且易凝胶,故缩聚时,应严格控制PH5—5.5。
脲甲醛树脂制造工艺流程一、原料准备。
脲甲醛树脂呢,主要的原料就是尿素和甲醛。
这就像做饭得先准备食材一样。
尿素,那可是个常见的东西,白色小颗粒,在化肥里也经常能见到它的身影呢。
甲醛呢,这玩意儿有点特殊,它是一种有刺激性气味的无色气体,不过在工业生产里,咱们一般用的是它的水溶液,也就是福尔马林。
这两种原料的纯度啊,对最后树脂的质量影响可大啦。
就好比你做菜,食材新鲜不新鲜,直接决定了菜好不好吃。
二、反应阶段。
1. 加成反应。
把尿素和甲醛放在一起,就开始发生反应啦。
刚开始的时候,尿素分子里的氨基会和甲醛分子里的羰基发生加成反应。
这个过程就像是两个人在跳舞,尿素和甲醛就这么牵起手来,形成了一些比较简单的化合物。
这时候反应的条件很重要哦,温度和酸碱度都得控制好。
如果温度不合适,就像跳舞的人找不到节奏,反应就会乱套。
酸碱度也是,太酸或者太碱都不行,就像跳舞的场地太滑或者太粗糙,会影响它们的舞步呢。
2. 缩聚反应。
加成反应之后啊,就开始缩聚反应了。
这个反应就像是把之前那些牵着手的小化合物们进一步组合起来,形成更大的分子链。
这个过程就像是搭积木一样,一块一块地把分子链搭得越来越长。
这时候呢,反应的时间就很关键啦。
时间短了,分子链搭得不够长,树脂的性能就不好;时间长了呢,又可能会出现一些不好的副反应。
就像搭积木,搭得太快或者太慢都不行,得刚刚好才能搭出又结实又好看的结构。
三、树脂的处理。
1. 调节酸碱度。
反应完了之后,脲甲醛树脂的酸碱度可能不太合适。
这时候就需要调节一下,让它达到一个比较合适的酸碱度范围。
就像给刚做好的菜调味一样,太酸了加点碱,太碱了加点酸,让它的味道刚刚好。
合适的酸碱度能让树脂更加稳定,不容易变质。
2. 脱水处理。
脲甲醛树脂里可能会含有一些水分,这时候就需要进行脱水处理。
就像把洗过的衣服晾干一样,把水分去掉,让树脂变得更加干燥。
脱水的方法有很多种,比如说加热蒸发,或者用一些特殊的干燥剂。
不过这个过程也要小心哦,要是脱水太狠了,树脂可能会变得太干太脆,就像衣服被烤焦了一样,性能就不好了。
脲醛树脂的合成在人造板技术交流网中我们讨论到:制备脲醛树脂分几步进行?各步所要求的条件有何不同?答:脲醛树脂是由尿素和甲醛经缩聚反应而成。
主要分两步: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:一羟基脲二羟基脲第二步是缩合反应: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。
51.52.为什么在脲醛树脂合成过程中第一步反应的PH 值不能超过8?答:如果PH 值超过8,则这时甲醛分子间能发生坎尼查罗(Cannizzaro)反应,即一分子甲醛被还原成甲醇,另一分子甲醛被氧化成甲酸。
52.53.制备脲醛树脂时,尿素与甲醛的用量配比怎样才算合适?尿素为什么要分两次加入反应体系中?答:尿素与甲醛的用量以1:1.6-2.0(摩尔比)为宜。
尿素可以一次加入,但分两次加效果更佳。
因为这样就可以使甲醛有更多的机会和尿素反应,可以大大减少树脂中游离的甲醛。
尿素加入时,由于溶解吸热,可使反应温度降低5-10 0C ,为了使反应液维持一定的温度,需要慢慢地加入尿素。
53.54.你如何判断脲醛树脂合成反应的终点?答:判断脲醛树脂反应的终点,可采用下列三种方法之一:(1)(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)(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;H 2NCONH 2 + H 2C O HOCH 2NHCONH 2 + HOCH 2NH C O 2OH HN CH 2NH C O 2CH 2NH C 2CH 2NH C NH O 2OH O C NHO 2OH(3)(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。
54.55.当脲醛树脂的合成至终点时,为什么要用NaOH溶液调至反应混合液的PH 为7 ?答:因为脲醛树脂的合成至终点时,溶液的酸度较大。
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(-CH2OH),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-NHCH2OH+H2N-CO-NHCH2OH → H2N-CO-NHCH2NH-CO-NHCH2OH + H2O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。
HOCH2NH-CO-NHCH2OH + HOCH2NH-CO-NHCH2OH →HOCH2NH-CO-NHCH2NH-CO-NHCH2OH+H2O相邻两分子的羟甲基发生脱水和脱甲醛反应形成甲基健:HOCH2NH-CO-NHCH2OH + HOCH2NH-CO-NHCH2OH →HOCH2NH-CO-NHCH2NH-CO-NHCH2OH + H2O中间体形成后,进一步缩聚形成以亚甲基和二亚甲基为主体或少量以醚键连接的线型或支链型的低聚物,是各种相对分子质量的混合物,平均分子质量700左右,可溶于水,由于脲醛树脂的低聚物含有羟甲基、胺基和亚胺基等活性基团,因此,随着时间的延续还会继续反应形成更大的分子。
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脲甲醛复合肥高端复合肥料脲甲醛:尿素与甲醛反应得到的聚合物。
又称脲甲醛树脂。
英文脲甲醛又称脲醛肥料,1955年最先由BASF生产,是第一个商品化生产的缓释氮肥。
它由尿素与甲醛缩合而成,为白色,无味粉末或颗粒状。
缩写UF。
释放机理:它是在一种与碳相连接的聚合体中提供缓释氮的,具有较低的盐份指数,氮会在12到16周内被水缓慢分解。
健康的土壤需要高比例的微生物。
脲甲醛类缓释氮可作为营养与能量被微生物所消耗。
很小比例的氮可通过水的溶解性立即提供给植物,剩下的氮则通过微生物吸收分解来逐渐释放.这种可靠性与安全性相结合,使得脲甲醛类缓释氮成为一种适合经济作物种植的理想产品。
肥料特性:1、可控:根据作物的需肥规律,通过调节添加剂多少的方式可以任意设计并生产同不同释放期的缓释肥料。
2、高效:养分可以根据作物的需求释放,需求多少释放多少,大大减少养分的损失,提高肥料利用率。
3、环保:养分向环境散失少,同时包壳可完全生物降解,对环境友好。
4、安全:较低盐份指数,不会烧苗、伤根。
5、经济:可一次施用,整个生育期均发挥肥效,同时较常规施肥可减少用量,节肥、节约劳动力反映原理脲醛复合肥施入土地后,快速融化为胶体被土壤紧密吸附融合,从而保证养分长期毫不流失。
尿素短期内在微生物分解下即可转化为,作物直接吸收的无机氮,快速的释放养分,形成脲醛肥料中的速效成分(10到40天);1亚甲基2尿素必须在微生物的一段时间内分解下,转化为作物可直接吸收的无机氮,因此形成了脲醛肥料中的中效成分(40到80天);2亚甲基3尿素必须经过微生物的长期、多次分解才能转化为作物可吸收的无机氮,于是就形成了脲醛肥料中的长效成分(80到120天)。
盛高牌脲甲醛肥料是省林科院独自研发的先进技术,通过尿素和甲醛的化学反应后形成较低水溶性的化合物,再充分和磷肥、钾肥混合达到肥料释放速缓相继的效果,大大提高了肥料的利用率,大幅提高作物产量。
●真正化学合成。
在生产中甲醛和尿素反应生成了1亚甲基2氮和2亚甲基3氮,再与磷、钾混合反应而成,使肥效大大提高。
尿素甲醛树脂
尿素甲醛树脂(UF)是一种透明的热固性塑胶。
在弱基(氨或吡啶)内加入甲醛和尿素,加热,经缩合反应,便会合成尿素甲醛树脂。
它在1920年代出现在市场。
它曾常用于制造电
器外壳、电话听筒、收音机,但现时它多被密
胺取代。
1970年代,在欧美气候寒冷的地区,流行在房
屋外墙的空间注入尿素甲醛。
尿素甲醛会成泡
沫状,有保暖功效。
这称隔热措施称为UFFI。
如果施工过程不当,会有过多的甲醛排出。
甲醛气味浓烈,如果通风不良便很易察觉。
由于甲醛对人体有害,1980年代加拿大和美国等地曾立法禁用UFFI。
但后来发现甲醛排放会随时间减少,加上正确施工、通风良好的楼房甲醛不足以造成明显健康损害量,所以禁令取消了。
甲醛的安全水平是0.1 ppm或以下。
三聚氰胺
三聚氰胺(Melamine)(化学式:C3H6N6),俗称密胺、蛋
白精,IUPAC命名为“1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨基”,是一种三
嗪类含氮杂环有机化合物,被用作化工原料。
它是白色单斜
晶体,几乎无味,微溶于水(3.1g/L常温),可溶于甲醇、
甲醛、乙酸、热乙二醇、甘油、吡啶等,对身体有害,不可
用于食品加工或食品添加物。
三聚氰胺是氨基氰的三聚体,由它制成的树脂加热分解时会
释放出大量氮气,因此可用作阻燃剂。
它也是杀虫剂环丙氨嗪在动物和植物体内的代谢产物。
化学性质
遇强酸或强碱水溶液水解,氨基逐步被羟基取代,先生成三聚氰酸二酰胺,进一步水解生成三聚氰酸一酰胺,最后生成三聚氰酸。
用途
三聚氰胺是制造美耐皿的原料。
该树脂有时也被俗称为三聚氰胺甲醛树脂,常用于制造日用器皿、装饰贴面板、织物整理剂等,在日常生活中最常见的应用是塑料碗碟。
这类器皿的物理性质非常类似陶瓷,坚硬不变形但又不像陶瓷那样易碎。
而且标有“不可以在微波炉中使用”的警示,因为美耐皿受热后有可能散发毒性。
由于这个缘故,在中国以外的地区已开始禁止利用含有三聚氰胺的塑料来放置食物。
三聚氰胺还可以与乙醚配合作纸张处理剂,在一些涂料中作交联剂,以及阻燃化学处理剂等。
食品工业中常常需要测定食品的蛋白质含量,由于直接测量蛋白质技术上比较复杂,所以常用一种叫做凯氏定氮法的方法,通过测定氮原子的含量来间接推算食品中蛋白质的含量。
由于三聚氰胺(含氮量66%)与蛋白质(平均含氮量16%)相比含有更高比例的氮原子,所以被一些造假者利用,添加在食品中以造成食品蛋白质含量较高的假象,从而造成诸如2007年美国宠物食品污染事件和2008年中国毒奶粉事件等严重的食物安全事故。
毒性研究
三聚氰胺本身为低毒性,一般成年人身体会排出大部分的三聚氰胺,不过如果与三聚氰酸并用,会形成无法溶解的氰尿酸三聚氰胺,造成严重的肾结石。
急性毒性
三聚氰胺对老鼠的半数致死量为每公斤3248毫克。
对于兔子半数致死量则超过每公斤1000毫克。
根据1945年的一个实验,将大剂量的三聚氰胺饲喂给猪、兔和狗后没有观察到明显的急性中毒现象。
苏联在1980年代的一次研究,显示氰尿酸三聚氰胺的毒性要大于三聚氰酸或三聚氰酸本身。
对于老鼠与兔子,氰尿酸三聚氰胺的半数致死量为每公斤4.1克(直接进入胃中)或每公斤3.5克(透过吸收),而三聚氰胺相比则分别为6.0与4.3克。
一项毒物学研究也证实回收的受污染宠物饲料中,三聚氰酸与三聚氰胺并用,是造成猫严重肾衰竭的主因。
慢性毒性
长期摄取三聚氰胺可能造成生殖能力损害、膀胱或肾结石、膀胱癌等。
1983年的美国针对三聚氰胺进行动物实验研究,发现用三聚氰胺高剂量(4500 ppm or 263 mg/kg bw/day)和持续(两年)地喂食雄鼠会造成其膀胱结石,并增加其膀胱、尿道出现恶性肿瘤的风险。
对于三聚氰胺形成肾结石的机理并不是很清楚,有研究认为,三聚氰胺常混合有结构类似的氰尿酸,在摄入人体进入肾细胞后,三聚氰胺会与氰尿酸结合形成结晶沉积,从而造成肾结石并堵塞肾小管,并有可能导致肾衰竭。
由于三聚氰胺微溶于水,经常饮水的成年人体内不易形成三聚氰胺结石,但饮水较少且肾脏狭小的哺乳期婴儿体内,则较易形成结石。
为因应2007年发生的牲畜饲料含三聚氰胺事件,美国食品药物管理局(FDA)于2007年5月25日发布风险评估报告,讨论家禽、鱼类内含三聚氰胺对人类健康之影响,文章指出人体可容忍的每日摄取量(Tolerable Daily Intake; TDI)为0.63毫克/每公斤体重/每天(mg/kg bw/day)。
此值是根据动物实验中(持续13周的大鼠实验)所观查到最低的“无有害作用值”(reported no-observed-adverse-effect-levels; NOAEL), 63 毫克/每公斤体重/每天,再除以100的安全系数(safety margin)以考量物种间的差异。
举例而言,一个体重60公斤的人若每天累积摄取三聚氰胺达37.8毫克以上,将会有健康风险。
2008年10月3日,FDA进一步把TDI:0.63毫克/每公斤体重/每天除以安全系数10下修得到0.063毫克/每公斤体重/每天(应对健康无害的摄取量),并假设一个60公斤的成年人若每天摄入1.5公斤遭三聚氰胺污染的食物,只要被污染食物中三聚氰胺含量低于2.5ppm,该人应无立即健康的风险。
另外,在上述2007年5月25日发表的文章中,亦认为现有检测方法可检出之最低含量为50ppb(0.05ppm)。