实验四脲醛树脂的合成与应用

油井出水过多是油田面临的重要问题之一，出水过多不仅造成原油采收率降低，而且会对环境造成污染，所以油井堵水不仅是油井开采的需要，也是环境保护的需要。

脲醛树脂作为堵水剂在我国已多次被用于油井堵水并取得成功，制备脲醛树脂的原材料价格低廉，易泵送，固化时间可调，被注入地层孔隙后具有足够的强度，在一般井下条件下及流体中呈惰性，若泵注得当，可长期封堵住各种通导。

但是合成脲醛树脂的原料甲醛对人身体有很大伤害。

另外，脲醛树脂是一种非选择性堵水剂，这成为限制其在油田广泛应用的一个重要因素。

因此，本文采取一系列措施对传统的合成工艺进行改进，以降低游离甲醛含量，并通过加入增孔剂的方法将脲醛树脂转化为选择性堵水剂，使树脂的性能更适合于堵水应用。

1实验部分1.1主要实验仪器与药品仪器：HHS21-6电热恒温水浴锅、JBS0-D6型增力电动搅拌机、FA1004型电子天平、YL-300型压力实验机、岩心流动实验装置。

药品：尿素(工业品),甲醛(分析纯)、聚乙烯醇(分析纯)、氯化铵(分析纯)、六次甲基四胺(分析纯)。

1.2实验方法1.2.1脲醛树脂的合成与固化方法取一定量的甲醛置于三颈瓶中，在搅拌器搅拌下用NaOH 调节pH 值到8左右，接着加入聚乙烯醇（PVA ）。

升温至40℃，加入第一批尿素（占尿素总量的70%），继续升温70℃后调节pH 值到5，保温20min 后，加入第二批尿素（占尿素总量的25%），保温15min ，加入第三批尿素，保温10min ，最后调节pH 值到碱性时出料。

在得到的脲醛树脂中加入固化剂和固化速度调节，待其溶解后，倒入模型中，密封好后将模型放入一定温度的水浴中，观察其固化时间。

1.2.2脲醛树脂的评价方法（1）溶解性测定在100mL 烧杯中准确加入50mL 水/油/酸，称取样品固化体（精确到0.0001g ），于70℃下恒温24h ，过滤、干燥、称重后按下式计算其溶解率：X =W 1+W 2!"-W 3W 1（1）式中：X —溶解率；W 1—样品的初始重量，g ；W 2—滤纸的质量，g ；W 3—过滤后滤纸与不溶物的总质量，g 。

脲醛树脂项目总结分析报告脲醛树脂是一种常用的合成树脂，具有耐热、耐磨损、耐化学腐蚀等优良性能，广泛应用于胶黏剂、油墨、涂料等领域。

本项目旨在研究脲醛树脂的制备及应用，通过实验数据的分析总结以上内容。

一、项目背景脲醛树脂由脲和醛类化合物反应得到，具有优良的性能，应用范围广泛，但制备工艺复杂，对原料质量和工艺参数要求严格。

本项目的研究目的是通过优化合成工艺，提高脲醛树脂的质量和产量。

二、项目内容1.原料选择选择优质的脲和醛类化合物作为原料，分析其物化性质和市场价格，确保原料质量稳定可靠。

2.反应条件优化通过改变反应温度、反应时间、催化剂用量等参数，探索最佳的合成工艺条件。

通过实验数据分析，确定最佳反应条件，如温度控制在80~100℃，反应时间为4~6小时，催化剂用量为脲和醛的0.5%~1.0%。

3.产品质量评价对合成的脲醛树脂样品进行质量评价，主要包括固含量、溶剂含量、胶粘度等指标的测定。

通过对实验数据的统计与分析，评估产品的质量合格率，并找出可能存在的问题和改进的方向。

4.应用研究探索脲醛树脂在胶黏剂、油墨、涂料等领域的应用效果，并与市场上常用的同类产品进行对比。

通过实际应用的反馈和实验数据的分析，总结脲醛树脂的优缺点，并提出改进建议。

三、项目成果与问题1.成果通过优化合成工艺，成功制备出优质的脲醛树脂，产品质量稳定可靠。

实验数据表明，脲醛树脂具有优良的性能，广泛的应用潜力。

2.问题在研究过程中，发现了一些问题，如合成工艺中可能存在的温度控制不准确、反应时间不足等情况。

此外，在应用研究中也发现了一些问题，如脲醛树脂的粘度较高，不易处理、固含量不稳定等。

四、改进建议针对以上问题，提出以下改进建议：1.加强对合成工艺条件的控制，确保反应温度和时间的准确性，提高产品质量稳定性。

2.探索降低脲醛树脂粘度的方法，如调整原料配比、使用添加剂等，提高产品的处理性能。

3.加强对原料的质量控制，选择优质的原料供应商，确保产品质量的稳定性。

脲醛树脂固化机理及其应用
脲醛树脂是一种常用的热固化树脂，具有优良的物理和化学性能，被广泛应用于涂料、胶粘剂、塑料、纸张等领域。

脲醛树脂固化机理是通过加热使脲醛树脂中的脲醛基发生缩聚反应，形成三维网络结构。

脲醛基的缩聚反应是一个复杂的化学反应过程，包括三个主要的步骤：甲醛与脲的加成反应、脲醛缩合反应和脲醛交联反应。

甲醛与脲的加成反应是将脲醛树脂中的脲醛基与甲醛分子发生加成反应，形成部分甲醛加成产物。

脲醛缩合反应是指部分甲醛加成产物之间的缩合反应，生成链状的脲醛聚合物。

脲醛交联反应是指脲醛聚合物之间的交联反应，形成三维网络结构，从而固化树脂。

脲醛树脂具有优异的性能，主要应用于以下几个领域：
1. 涂料：脲醛树脂可以用作涂料的主要成膜物质，具有优良的耐磨性、耐化学品性和耐候性，可以广泛应用于金属、木材、玻璃等表面的保护和装饰。

2. 胶粘剂：由于脲醛树脂具有良好的粘接性能和高温抗剪强度，可以用于制备高性能胶粘剂，广泛应用于家具、汽车、船舶等领域。

3. 塑料：脲醛树脂可以与聚酯、酚醛等树脂共混制备复合材料，具有优异的绝缘性能和耐热性能，适用于制备电气绝缘材料和耐高温构件。

4. 纸张：脲醛树脂可以用作纸张的增强剂和表面涂层剂，可以提高纸张的强度、耐水性和耐久性。

总之，脲醛树脂固化机理的研究和其在不同领域的应用，为生产和应用提供了重要的理论和实践基础。

脲醛树脂生产工艺
脲醛树脂是一种以甲醛和脲为原料制成的合成树脂，其具有优良的耐磨、耐腐蚀、耐高温和耐老化等性能，被广泛应用于涂料、胶粘剂、纸张增白剂、塑料制品等领域。

脲醛树脂的生产工艺可以分为以下几个步骤：
1. 原料准备：首先需要准备甲醛和脲作为主要原料。

甲醛是一种有毒气体，需要通过化学反应或蒸馏提纯得到甲醛溶液。

脲则是一种白色结晶体，可以通过合成或采购得到。

2. 缓冲液配制：将甲醛溶液和脲按照一定的比例混合，并在适当温度下加入缓冲液，调整pH值，以促进反应的进行。

3. 反应装置：将混合好的原料倒入反应釜中，加热至一定温度，保持一定的反应时间。

在反应过程中，甲醛和脲发生缩聚反应，产生脲醛多聚体。

4. 水合处理：反应结束后，将反应产物经过水合处理。

这是为了去除未反应的甲醛和脲等残余物，同时也能增强脲醛树脂的稳定性。

5. 过滤和洗涤：将水合处理后的脲醛树脂经过过滤，去除杂质。

然后使用水进行洗涤，去除残留的溶剂和杂质。

6. 干燥和粉碎：将洗涤干净的脲醛树脂进行干燥，以去除水分。

然后使用机械设备将脲醛树脂粉碎成所需粒度的颗粒。

7. 包装和储存：将脲醛树脂包装好，储存于阴凉干燥的仓库中，以防止潮湿和阳光直射，保持其性能和质量。

脲醛树脂生产工艺需要严格控制原料配比、反应温度和时间，并进行科学合理的处理过程，以获得高品质的脲醛树脂产品。

同时，为了保护环境和人身安全，生产过程中也需要注意甲醛的应用和处理方式。

在生产过程中要始终进行安全管理，合理使用和储存甲醛和脲，防止事故的发生。

脲醛树脂合成工艺流程脲醛树脂是一种热固性树脂，具有优异的耐热、耐水、耐酸碱和电气绝缘性能，广泛用于制造粘合剂、及防水涂料、耐热涂料和电子材料等方面。

本文将介绍脲醛树脂的合成工艺流程。

1. 原料准备脲醛树脂的原料主要包括甲醛、脲、碱液和水。

其中，甲醛为溶剂，脲为反应物，碱液为催化剂，水为反应介质。

2. 反应体系的制备首先将甲醛加入反应釜中，加入适量的水稀释。

然后以脲作为反应物，逐步加入反应釜中，同时加入适量的碱液作为催化剂。

在反应过程中，反应釜中的温度应保持在50-60摄氏度之间。

3. 反应过程在反应过程中，脲和甲醛通过缩合反应生成甲脲醛树脂。

反应结束后，加入一定量的水稀释反应体系。

然后加入适量的氢氧化钠或者其他碱性物质中和反应体系中的酸性物质，使反应结束。

4. 过滤、洗涤和干燥反应结束后，需要对反应体系进行过滤、洗涤和干燥等处理。

首先，将反应后的混合物过滤，将滤液收集，然后将滤液再次洗涤，除去杂质和未反应的物质。

最后，将洗涤后的树脂在高温条件下进行烘干，以去除多余的水分。

5. 制成脲醛树脂乳液最后，将制得的脲醛树脂溶解在水中，并加入适量的表面活性剂，然后进行乳化处理。

这样制得的脲醛树脂乳液具有良好的稳定性和使用性能，可用于涂料、粘合剂等领域。

总之，脲醛树脂合成工艺流程涉及原料准备、反应体系制备、反应过程、过滤洗涤和干燥、以及制成脲醛树脂乳液等步骤。

通过合理的选择和处理原料，控制反应条件和采用适当的工艺措施，可以制得品质稳定的脲醛树脂，从而满足不同领域的用户的需求。

脲醛树脂分子式脲醛树脂，是一类重要的有机聚合物，分子式为(CH2OH)2NCONH2。

它们是由脲和甲醛在碱性条件下反应而成的。

与其他树脂相比，脲醛树脂具有优异的性能，在工业和日常生活中得到广泛应用。

一、脲醛树脂的制备脲醛树脂的合成主要经历三个步骤：甲醛与脲发生缩聚反应->中间产物与甲醛再次反应->树脂聚合。

首先，在碱性媒介中，甲醛与脲发生缩聚反应，生成中间产物。

这个中间产物是一种低聚合度的脲醛树脂。

接下来，中间产物与甲醛继续反应，形成更高聚合度的脲醛树脂。

这一步骤通常需要在温和的条件下进行，并且需要良好的反应控制，以避免产生非期望的产物。

最后，通过热处理或添加催化剂，将反应进行聚合，形成具有高分子量的脲醛树脂。

二、脲醛树脂的特性和性能脲醛树脂具有许多良好的性质，使其在工业中得到广泛应用。

1. 耐热性脲醛树脂具有优异的耐高温性能。

在高温环境下，它仍然能够保持稳定的结构和性能，不易分解或熔化。

因此，脲醛树脂被广泛应用于耐高温的工业领域，如航空航天和汽车制造。

2. 优良的物理性质脲醛树脂具有良好的机械强度和硬度。

它们的刚性和强度使其成为制造耐磨耗和耐冲击材料的理想选择。

此外，脲醛树脂还具有优异的绝缘性能，因此被广泛用于电子和电气设备中。

3. 耐化学性脲醛树脂对许多化学品具有较好的耐腐蚀性。

它们能够耐受酸碱、有机溶剂的侵蚀，提供良好的保护性能。

这使得脲醛树脂在化学工业中用于制造耐腐蚀的容器和管道等设备。

三、脲醛树脂的应用脲醛树脂具有广泛的应用领域，以下列举其中几个典型的应用。

1. 木材粘接剂脲醛树脂作为一种优良的粘接剂，可用于木材、胶合板、人造板等材料的粘接。

其耐水性和耐高温性使其在户外环境和高温环境中使用更为出色。

2. 人造板脲醛树脂广泛用于人造板的制造，如胶合板、刨花板和纤维板等。

其良好的粘接性和机械强度，使得人造板具有优异的性能，适用于家具制造和建筑材料。

3. 表面涂饰脲醛树脂可用于涂料、油漆和清漆等表面涂饰材料的生产。

脲醛树脂研究报告脲醛树脂是一种广泛应用于工业领域的重要合成材料，其广泛应用于胶粘剂、涂料、密封剂、耐火材料、聚合物增韧等多个领域。

本文将从脲醛树脂的定义、制备、性能、应用等方面进行较为详细的探讨。

一、脲醛树脂的定义脲醛树脂是指以尿素和甲醛为原料，通过聚合反应制得的高分子化合物。

脲醛树脂根据反应条件的不同，可分为三种类型：碱性中等温脲醛树脂、酸性中等温脲醛树脂和酸性高温脲醛树脂。

脲醛树脂的制备主要分为两步：前脲化和缩聚。

前脲化是将尿素和甲醛在碱性条件下反应得到脲甲醛单体，缩聚是将脲甲醛单体在酸性或中性条件下缩聚成高分子脲醛树脂。

（1）力学性能：脲醛树脂具有较高的硬度、强度和弹性模量，具有优异的耐热性和耐磨性，还具有较好的抗压强度和抗拉强度。

（2）热稳定性：脲醛树脂的热稳定性非常好，可以在高温和恶劣的环境下长时间使用，常温下不会变形和软化。

（3）化学稳定性：由于脲醛树脂具有较高的交联度和硬度，对酸、碱等化学物质有一定的稳定性。

（4）耐水性：脲醛树脂不耐水，易吸水膨胀，但经过改性可以增加其耐水性。

（1）胶粘剂：脲醛树脂可以与多种物质相容，可以用于生产胶水、胶带等胶粘剂。

（2）涂料：脲醛树脂可以作为涂料的基础材料，可以用于生产各种颜色和性能的涂料。

脲醛树脂涂料相对于传统涂料，具有更高的硬度，更好的热稳定性和更长的使用寿命。

（3）密封剂：脲醛树脂可以用于制造密封剂，可用于水泥、钢结构、水利等多种领域，具有很好的密封性和耐腐蚀性。

（4）耐火材料：脲醛树脂可以用于制造耐火材料，提高材料在高温下的性能。

（5）聚合物增韧：脲醛树脂可以用于聚合物的增韧剂，可提高其韧性和力学性能。

综上所述，脲醛树脂是一种非常重要的合成材料，在工业和生活中都有广泛的应用和发展前景。

近年来，随着技术的不断进步和开发的不断涌现，脲醛树脂的应用前景将更加广阔，发展潜力巨大。

第29卷 第4期2007年7月北 京 林 业 大 学 学 报JOURNAL OF BEIJING FORES TRY UNIVERSITYVol.29,No.4Jul.,2007收稿日期:2006--09--07http: 基金项目:国家科技支撑计划课题(2006BAD18B09)、 948 国家林业局引进项目(2006--4--107).第一作者:李建章,博士,副教授.主要研究方向:木材胶粘剂与木质复合材料.电话:010--62336092 Email:lijianzhang126@126 com 地址:100083北京林业大学材料科学与技术学院.脲醛树脂固化机理及其应用李建章 李文军 周文瑞 范东斌 高 伟(北京林业大学材料科学与技术学院)摘要:脲醛树脂在人造板生产中的大量使用是室内空气中产生甲醛污染的主要原因.掌握脲醛树脂的固化机理将成为解决甲醛污染问题的关键.该文依据高分子缩聚的经典理论和胶体学说以及一些实验与生产事实,讨论了脲醛树脂中的游离甲醛问题、胶接制品的甲醛释放问题、脲醛树脂的耐水性问题、脲醛树脂固化速度与摩尔比以及固化剂种类的关系问题,分析了脲醛树脂固化的经典理论与胶体学说存在的问题.关键词:脲醛树脂,甲醛释放,经典缩聚理论,胶体学说中图分类号:TQ433 4 文献标识码:A 文章编号:1000--1522(2007)04--0090--05LI Jian -zhang;LI Wen -jun;ZHOU Wen -rui;FAN Dong -bin;GAO Wei.Curing mechanism of urea -formaldehyde resin and its application .Journal o f Beijing Forestry University (2007)29(6)90--94[Ch,11ref.]College of Materials Science and Technology,Beijing Forestry University,100083,P.R.China.The wood -based boards mostly bonded with urea -formaldehyde (UF)resin are the main reasons of formaldehyde pollution of indoor air.To master the curing mechanism of UF resin is the key for resolving the formaldehyde pollution proble m.According to the traditional condensation polymerization theory,colloidal concept of UF resin,and some e xperimental and production facts,this paper discussed the formaldehyde content of UF resin,formaldehyde emission and water resistance of wood -based boards,and the effec ts of molar ratios and catalysts on the curing rate of UF resin,the existent problems of the traditional condensation polymerization theory,and the colloidal concept for explaining the curing mechanism of UF resin were clarified.Key wordsurea -formaldehyde resin,formaldehyde emission,traditional condensation polymerizationtheory,colloidal concept脲醛树脂因其良好的性能和低廉的价格(是合成树脂中价格最低的)而得到广泛应用,它是胶粘剂中用量最大的品种.特别是在木材加工业各种人造板的制造中,脲醛树脂及其改性产品占胶粘剂总用量的90%左右.然而,用脲醛树脂生产的人造板在制造和使用过程中存在着甲醛释放的问题.甲醛为毒性较高的物质,在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位.甲醛对眼、粘膜和呼吸道均有刺激作用,会引起慢性呼吸道疾病、过敏性鼻炎、免疫功能下降等病症;甲醛被认为是潜在的致癌物质,可能是鼻癌、咽喉癌、皮肤癌的诱因,因此释放甲醛问题严重损害着生产者和使用者的身体健康.继 煤烟型 、 光化学烟雾型 污染后,现代人正身陷于以 室内空气污染 为标志的第三污染时期,其中甲醛是主要污染物之一.使用脲醛树脂生产的人造板及其制品是甲醛污染的主要来源,且具有长期性的特点[1].近几年来,室内空气中的甲醛污染已经给人们的健康带来了严重威胁,解决各类使用脲醛树脂生产的人造板及其制品中严重的甲醛释放问题已经刻不容缓.为此,我国颁布了强制性国家标准GB18580 2001 室内建筑装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量 [2],2002年1月1日开始试行,7月1日强制实施.脲醛树脂的使用已经有100多年的历史,但是其固化及胶接机理研究还不透彻,特别是低摩尔比脲醛树脂的固化及胶接机理还不完全清楚.真正掌握脲醛树脂、特别是低摩尔比脲醛树脂的固化与胶接机理,将成为解决上述问题的关键.本文依据高分子缩聚的经典理论、胶体学说和一些实验与生产事实对脲醛树脂的固化机理以及实际应用中的一些问题进行了分析、探讨.1 脲醛树脂固化的经典缩聚理论经典缩聚理论认为,当甲醛与尿素的摩尔比大于1 0时,脲醛树脂的合成与固化反应属于体型缩聚;一般作为胶粘剂使用时,通过控制反应程度(低于凝胶点)先合成脲醛树脂初期树脂,胶接制品时再进一步缩聚交联成体型结构.经典理论认为,脲醛树脂初期树脂的生成分两个阶段.第一阶段即碱性介质中甲醛与尿素的加成(羟甲基化)阶段,它取决于尿素与甲醛的摩尔比,可生成一羟甲基脲、二羟甲基脲、三羟甲基脲.虽然尿素具有4个官能度,但四羟甲基脲却从未被分离出来.第二阶段即酸性介质中羟甲基脲的缩合(亚甲基化)阶段,生成具有亚甲基键或醚键连接的低聚物,可以是水溶或水不溶的预聚物.传统的化学分析方法与现代的仪器分析基本证实了上述经典理论对脲醛树脂结构的描述.传统的经典理论认为,脲醛树脂是热固性树脂,当树脂的pH值降至3 0~4 0时,立即固化.在固化过程中,树脂的一些具有反应活性的官能团,如 C H2OH、 NH 、 NH2进一步发生反应,使树脂交联形成三维网络结构,变成不溶和不熔的白色块状物.2 脲醛树脂的胶体学说无论是脲醛树脂的性质,还是脲醛树脂生产过程中出现的一些问题,有许多是经典理论无法解释或者解释得十分勉强的[3].如,大部分热固性树脂即使有颜色,也都是透明体系,而合成的脲醛树脂常常一开始或存放一段时间后是乳白、不透明的;大部分热固性树脂固化后的产物为透明的玻璃态,断裂面平滑,而固化后的脲醛树脂为乳白色、不透明,具有结晶构造,断面有球形结构;典型的脲醛树脂可以通过超离心沉降分离出呈球形粒子的固体;脲醛树脂的生产过程中,酸性阶段黏度增长至一定程度加入固体尿素后,树脂的黏度往往会下降很多.针对以上问题,1983年Pratt在WSU胶粘剂年会上第一次提出了脲醛树脂的胶体学说,并随后在Journal Adhesion杂志上发表[4].他认为脲醛树脂是线性的聚合物,在水中形成胶体分散体系,当胶体稳定性遭到破坏时,胶体粒子凝结、沉降,脲醛树脂发生固化或凝胶.脲醛树脂胶体的稳定性是由于粒子周围有一层甲醛分子吸附层或质子化的甲醛分子吸附层,当胶粒凝结时,就有甲醛或氢离子释放出来.胶体学说认为,脲醛树脂的固化是胶体粒子聚结和发展其粒子聚结结构的过程.它要求胶粒有一最低限浓度,在没有达到这一浓度时,黏度增长是有限的(只是粒子的体积效应);达到这一浓度后,由于粒子聚结形成粒子结构,黏度就会突变.脲醛树脂逐渐变混是粒子由小到大发展过程的表现.高摩尔比脲醛树脂由于甲醛的溶剂化使粒子变小,发展成较大粒子需要时间,这就使混浊现象延迟.脲醛树脂胶体学说对低摩尔比脲醛树脂合成、固化过程中的一些问题和现象解释得比较清楚.当前低摩尔比脲醛树脂在工业生产使用中占主导地位,所以,脲醛树脂胶体学说在理论和实践方面均有其现实意义.3 脲醛树脂的经典理论与胶体学说在实际生产中的应用目前,脲醛树脂作为胶粘剂使用存在一些问题,如脲醛树脂的游离甲醛和胶接制品(人造板等)的甲醛释放、耐水性差、低摩尔比脲醛树脂固化速度慢与贮存稳定性差等.在这些问题上,经典理论在实际应用中发挥了较大作用,而胶体学说给我们提出了新思路.3 1 脲醛树脂和胶接制品的甲醛释放问题根据经典理论,甲醛与尿素的反应为可逆反应.甲醛的量越大,甲醛的未反应部分即甲醛的残留就越大,游离甲醛含量就越高;同时,甲醛的量越大,生成的羟甲基和醚键也越多,固化后胶层老化(水解、热解)释放的甲醛量越高,也就是人造板等制品的甲醛释放量越高.因此按照经典理论,通过降低甲醛与尿素的摩尔比、合成后期真空脱水等就能够有效降低脲醛树脂游离甲醛含量以及胶接制品的甲醛释放量,这些方法在工业生产上已经普遍使用[5].另外,通过控制反应条件,在脲醛树脂合成过程中生成较多的稳定的亚甲基键连接以及Uron环状结构,同样可以降低胶接制品的甲醛释放量[6--7].胶体学说则认为,脲醛树脂属于胶体,甲醛有助于胶体的稳定;脲醛树脂凝胶、固化时放出甲醛.如果找到能够替代甲醛作为脲醛树脂树脂稳定剂的物质,就可以解决人造板的甲醛释放问题.胶体学说为解决脲醛树脂甲醛释放问题提供了新思路,但还没有得到很好的实践验证.这方面的研究有待于进一步深入.3 2 耐水性问题经典学说认为,脲醛树脂的耐水性与树脂结构有关,如采用较高的摩尔比(1 5左右)使脲醛树脂91第4期李建章等:脲醛树脂固化机理及其应用具有高的交联度,就能够显示出高的耐水性;反之摩尔比过低(如低于1 05)难以形成交联结构时,耐水性与胶接强度就低.当然,如果摩尔比过高(如高于2 0)时,由于生成较多的醚键和富余较多的羟甲基,反而导致耐水性下降.这些在生产实践中已经得到证实.经典学说还认为,脲醛树脂水解性是脲醛树脂分子主结构即价键的酸水解,改进其耐水性能只能从水解条件方面着手,即降低其酸性.研究发现,将脲醛树脂固化后的胶层调至中性,则表现出非常优越的耐水性.例如,将弱碱性玻璃微粉加入脲醛树脂中或将胶合板用碳酸氢钠水溶液处理,使其固化后的胶层呈现中性或弱碱性,则脲醛树脂能够表现出很高的耐水性、甚至具有一定的耐沸水性.同时,亚甲基键与Uron结构稳定性高、耐水解性强,通过控制反应过程,生成较多的亚甲基连接与Uron结构将有助于提高脲醛树脂的耐水性.这些已有实验证实[8].在耐水性问题上胶体学说则认为,价键酸水解可以放到后一步考虑,脲醛树脂表现出的多级结构和稳定性是主要的.但是,该学说在实际应用中还没有很好地发挥作用.3 3 固化速度问题3 3 1 脲醛树脂摩尔比与凝胶点的关系对于体型缩聚反应的凝胶点预测,Carothers推导出了著名的Carothers方程[9]:P c=(2 f) 100%(1)式中,P c是凝胶点(%),即发生凝胶化时的反应程度(认为此时的聚合度无限大); f是体系平均官能度.只要计算出 f就可以利用Carothers方程很容易地预测体型缩聚反应的凝胶点.而 f为非过量物质的官能度总量的2倍与单体总物质量之比.表1列出了几个不同摩尔比的脲醛树脂体型缩聚反应的平均官能度和凝胶点预测值.其中,甲醛的官能度为2,尿素的官能度为3(虽然,尿素有2个NH2,总计4个H,但平均只有2 8~3个H是活泼的、可以参与化学反应,因此可以认为尿素的官能度是3).表1 不同摩尔比脲醛树脂体型缩聚反应的平均官能度和凝胶点预测值TABLE1 P c and f of UF resins wi th different molar ratios摩尔比(F U)0 91 01 051 31 5 f1 892 002 052 262 40P c %10610097 688 583 3凝胶点等于100%表示反应程度为100%,也就是所有的官能团全部反应时才能形成凝胶,这种情况是困难与不可能的.因此,摩尔比为1 0的脲醛树脂是难以凝胶化的.同样,摩尔比为0 9的脲醛树脂的凝胶点大于100%表示不能发生凝胶.摩尔比为1 05的反应体系可以发生凝胶,但理论上反应程度必须达到97 6%以上时才出现凝胶化现象;而摩尔比为1 3时反应程度为88 5%就可以了.理论和实践表明,缩聚反应后期,由于体系黏度很高而未反应官能团很少且往往被包埋,从而造成缩聚物后期的反应程度难以提高,因此低摩尔比的脲醛树脂固化速度要比高摩尔比的慢很多.反映到工业生产上,低摩尔比脲醛树脂胶接人造板的热压周期长、生产效率低.当然,凝胶点的预测是在没有被胶接物(如木材)存在的前提下进行的.当用脲醛树脂生产人造板时,由于木材的化学成分中含有大量的羟基、羟甲基等活性基团,这些基团在一定条件下可能与脲醛树脂中的羟基、羟甲基以及氨基、亚氨基等结合形成化学键或氢键.这样,即使脲醛树脂的摩尔比很低,胶接木材时也可能借助于木材中的活性基团而形成化学或物理交联,表现出较高的胶接强度与一定的耐水性.有专利报道,摩尔比低于1 0的三聚氰胺改性脲醛树脂胶粘剂也能制造出内聚强度很高的MDF[10],实际生产中也已经开始应用摩尔比低于1 0的改性脲醛树脂.研究发现,摩尔比为0 8、0 9的脲醛树脂,当使用氯化铵或硫酸铵作为固化剂时,确实如经典缩聚理论预测的那样难以固化.按常规方法测定固化时间时,难以出现凝胶化现象,仅仅是水分挥发而变得黏稠.但是,当使用过硫酸铵、过硫酸钾作固化剂时,则能够很快凝胶变成固体[11].这说明使用不同固化剂时,脲醛树脂的固化机理可能不同.3 3 2 固化促进机理与固化剂种类的影响脲醛树脂胶粘剂调胶时,一般都要加入氯化铵、硫酸铵等强酸弱碱盐作为固化剂.4NH4Cl+6C H2O 4HCl+(C H2)6N4+6H2O(1)NH4Cl HCl+NH3(2)NH4Cl+H2O HCl+NH4OH(3)一般认为,强酸弱碱盐催化的脲醛树脂的固化机理,主要是盐与树脂中的游离甲醛反应放出无机酸,使体系的pH值下降,导致缩合反应加速而使树脂快速凝胶、固化,如反应式(1)所示.研究和实践已经证实,脲醛树脂胶粘剂中游离甲醛含量越低,其固化时间越长,证明反应式(1)起主导作用.虽然铵盐可以加热分解以及在水中水解放出无机酸,如反应式(2)、(3)所示,但是这些反应可能不占主导地位.92北 京 林 业 大 学 学 报第29卷另外,如果在低游离甲醛含量的脲醛树脂胶粘剂中直接加入强酸(如盐酸、硫酸),也可以使树脂的固化时间大为缩短,甚至会使首先接触酸的树脂部分瞬间凝胶、固化而不能使用.强酸能够使低游离甲醛含量脲醛树脂胶粘剂快速固化的现象,说明了体系pH值降低是脲醛树脂胶粘剂固化的关键之一.低游离甲醛含量脲醛树脂胶粘剂用铵盐固化时,固化速度变得很慢,其主要原因之一也是由于体系pH值降低较慢、降幅较小所致.因此,经典理论认为树脂结构、体系pH值是脲醛树脂固化速度的决定因素.实验与生产实践也证明了pH值对脲醛树脂固化速度的重要影响.按照胶体学说,脲醛树脂是胶体,电解质的加入将有助于脲醛树脂的凝胶、固化.据报道,在脲醛树脂中添加食盐既可提高其固化速度,又可降低成本,这已被美国工业界普遍采用.胶体学说认为,添加食盐使胶粒的双离子层变薄,胶粒不稳定,凝结加速,并合理地解释了过程中pH值微小的变化.不过,研究表明氯化钠虽然确实能够加速脲醛树脂的固化,但是效果非常有限[11].另外,在脲醛树脂合成过程中和合成后加入氯化钠,脲醛树脂的贮存期并无很大变化,说明脲醛树脂的胶体成分并不很大.3 4 脲醛树脂固化前后的外观按照胶体学说,由于脲醛树脂属于胶体,即使高摩尔比的脲醛树脂起初是透明的,存放一段时间后应会变成乳白色,脲醛树脂固化后的断面有球形构造.事实上,脲醛树脂即使合成初期是透明的,存放一段时间后都变成乳白色,并且氯化铵、硫酸铵作固化剂的脲醛树脂固化后的外观确实如上所述.但是,研究发现[11],即使脲醛树脂固化前是乳白色的,当使用过硫酸铵作固化剂时,不同摩尔比(0 8~1 2)的脲醛树脂固化后均断面平滑、外观透明.另外,相同摩尔比的脲醛树脂合成工艺不同时,产品的外观也完全不同.如,摩尔比为1 05的脲醛树脂根据合成工艺不同其外观可以是乳白的,也可以是透明的;并且如果合成工艺合适,脲醛树脂贮存1个月后仍然能够保持透明.观测脲醛树脂固化前后的外观可以推断,脲醛树脂具有一定的胶体性质,但可能不完全属于胶体;不同反应条件下合成的脲醛树脂其性质不同、不同固化剂作用下其固化机理可能不同.当然,脲醛树脂的固化过程是很复杂的,其固化速度除了跟体系pH值有关外,还跟树脂的合成工艺、树脂结构等有关.更多的研究、实践还有待于进一步深入.4 脲醛树脂固化的经典理论与胶体学说存在的问题4 1 经典理论存在的问题经典理论虽然在脲醛树脂固化机理解释与实际应用中发挥了重要作用,为解决脲醛树脂存在的问题做出了重大贡献,但是仍然有一些现象难以得到圆满解释,如:摩尔比低于1 0的脲醛树脂在强酸或者过硫酸盐作固化剂时能够快速固化成固体;用氯化铵、硫酸铵作固化剂时,脲醛树脂固化后呈不透明的乳白色、断面粗糙,而当使用过硫酸盐作固化剂时则固化后的树脂透明、断面平滑;摩尔比低于1 0的脲醛树脂胶接的制品仍然具有较高的胶接强度.4 2 胶体学说存在的问题胶体理论虽然对解决脲醛树脂存在的诸如甲醛释放问题、耐水性问题提出了新思路,但是到目前为止还没有充分发挥作用,还有很多问题难以解释,如:较高摩尔比(1 5左右)脲醛树脂与低摩尔比(如1 1以下)脲醛树脂相比,耐水性、胶接强度完全不同;虽然用氯化铵、硫酸铵作固化剂时,脲醛树脂固化后呈不透明的乳白色、断面粗糙,显示了胶体性质,但当使用过硫酸盐作固化剂时则固化后透明、断面平滑;氯化钠加入脲醛树脂中对其贮存期影响不大等.5 结 论脲醛树脂的固化机理主要符合经典缩聚理论,但同时也在一些方面与胶体学说相符.经典缩聚理论在实际应用中对解决脲醛树脂及其制品的甲醛污染问题、耐水性问题等方面发挥了重要作用,而胶体学说虽然提出了解决脲醛树脂甲醛释放等问题的新思路,但还没有得到很好的实践验证.可以说,脲醛树脂既具有普通热固性树脂的特点,同时某些方面又具有胶体的性质.因此,脲醛树脂固化的经典理论与胶体学说都在一定条件下发挥作用.为了很好地解决脲醛树脂实际应用中存在的甲醛污染等问题,更加深入地进行脲醛树脂固化机理方面的研究是非常必要的.参考文献[1]李建章,周文瑞,张德荣.室内空气中的甲醛污染与解决办法[J].中国林业产业,2004(7):51--55.LI J Z,Z HO U W R,ZHANG D R.Formaldehyde pollution i n indoor ai r and its resolving methods[J].China Forestry Industry,2004(7): 51--55[2]国家质量监督检验检疫总局.GB18580 2001室内建筑装饰装修材料 人造板及其制品中甲醛释放限量[S].北京:中国标准出版社,200293第4期李建章等:脲醛树脂固化机理及其应用General Admi nistrati on of Quality Supervision Ins pection and Quarantine of the People s Republic of China.GB18580 2001 Formaldehyde emission limit o f inne r building deco ration and fitme nt mate rial\-wood based boards[S].Beijing:Standards Pres s of China,2002[3]孙振鸢,吴书泓.脲醛树脂的结构与形态 脲醛树脂胶体理论及其进展[J].林业科学,1993,29(1):49--56.SUN Z Y,WU S H.Structures and morphology of UF resin introduc tion of colloidal theory and its progress of UF resin[J].Scientia Silvae Sinic ae,1993,29(1):49--56[4]PRATT T J,JO HNS W E,RAM MON R M,et al.A novel c oncept onthe s truc ture of cured urea-formaldehyde resin[J].J Adhesion,1985, 17(4):275--295[5]夏至远.木材工业实用大全 胶粘剂卷[M].北京:中国林业出版社,1996.XIA Z Y.Practical technique o f wood industry Wood adhesives[M].Beijing:Chi na Fores try Publishi ng House,1996[6]MYERS G E.Hydrolytic s tabili ty of cured urea-formaldehyde res ins[J].Wood Science,1982,15(2):127--138 [7]GAO W,LI J Z,Z HO U W R.Uron s tructure in reducing freeformaldehyde content and emis sion of UF resin and plywood[C] Proce edings o f the3rd World Congress on Adhe sion and Re late d Phe nomena.Beiji ng:WCAR P,2006[8]黄泽恩,孙振鸢.脲醛树脂模型化合物的水解[J].木材工业,1992,6(1):17--20.HUANG Z E,SUN Z Y.Hydrolysis of the model compounds of urea-formaldehyde resin[J].Wood Industry,1992,6(1):17--20[9]FLOR Y P J.Princi ples o f pol yme r chemist ry[M].New York:CornellUnivers ity Press,2003:478--479[10]MUK HERJEE S.Binder composition with low formaldehyde emis sionand proces s for i ts preparati on:United States,4,992,519[P] 1991--02--12[11]FAN D B,LI J Z,ZHOU W R.Curing charac teristics of low molarratio urea-formaldehyde resins[C] Prec ee dings o f the3rd World Congress on Adhesion and Re late d Phenome na.Beijing:WCARP, 2006(责任编辑 李文军)中国林学(英文版) 征稿启事中国林学(英文版) (Forestry Studies in China)始创于1992年,是一份由北京林业大学主办的全英文刊物,目前为季刊,大16开本.主要发表经同行评议的研究论文、简报、综述.内容包括森林生态学、森林培育学、森林经理学、林木遗传与育种、林木生理学、森林病虫害防治、森林资源信息管理、林业经济学、以及林业相关学科如水土保持科学、木材科学与技术、林产品加工等,面向国内外征稿和发行.中国林学(英文版) 致力于促进国内外林业领域科研人员的学术交流,缩短中国与其他国家在相关领域的差距.本刊从2007年开始与全球著名的学术出版机构 德国Springer出版社正式合作出版,全文链接于SpringerLink数据库,并委托其代理本刊在中国大陆以外地区的发行权,进一步加快了本刊的国际化步伐.详细信息请登录http: journal 11632.中国林学(英文版) 为中国科学技术信息所核心刊物、中国期刊网全文数据库、万方数据库刊源期刊.目前收录、检索本刊的国外著名的检索机构、数据库有CA(美国化学文摘)、JA(俄罗斯文摘杂志)、CABI(国际农业与生物科学中心)等.地址:北京市清华东路35号北京林业大学148信箱 中国林学(英文版) 编辑部邮编:100083电话:010--62337915Email:pjcheng@94北 京 林 业 大 学 学 报第29卷。

植树作文450字30篇植树作文1植树节到了，老师带着同学们去公园植树。

一到那里，我就看见公园里百花盛开，争奇斗艳。

我还看见小鸟在蓝蓝的天空中飞翔，还看见桃红柳绿的树林，真让人神清气爽。

我们找到了一块空地，开始植树了。

老师先分小组来植树。

他们有的挖坑；有的埋土；有的提水；有的锄草……大家忙得热火朝天。

我和小亮一起植树，小亮挖坑。

我看见小亮没力气了了，立刻就把铁锹拿了过来帮他挖。

直到挖到一尺深才满意，接着我和小亮一起去河边提水，给树苗浇水。

最后，我和小亮一起找来肥料，给小树苗施肥。

栽完小树后，我才发现身上磨出了一个水泡，脚上划出了一道道血痕，但是我的心里比吃了蜜还开心。

突然一阵大风吹来，小树苗弯下了腰，好像在对我们表示感谢。

这时，一只小鸟飞过来叽叽喳喳地叫了起来，好像在说：“小树苗我可以和你交朋友吗？”“当然可以。

”小树回答道。

小鸟又问：“那你能让我在你身上安家吗？”小树说：“当然可以，来吧小鸟。

”小鸟高兴的说：“谢谢你，小树苗。

”在我们的照顾下，小树苗正在茁壮成长。

我们排好了队，跟着老师回到了教室。

过了几年，又到了植树节我们看见了自己曾经种的小树苗已经长成了参天大树，于是我们开心地笑了。

植树作文2春天到了，树木抽出了新的枝条，春姑娘将一件无边无际的绿衣裳披向大地。

冬眠的动物们也慢慢的苏醒过来，大自然充满了生机。

小强和小红迎着和煦的春风来到山坡上植树。

山坡上，空气格外清新，几棵高大的树木伸展开嫩绿的枝条，一排排大雁从南方飞回来了，一会儿排成个"人”字形；一会儿排成"一”字形；小强和小红左看看，右看看，认真地选了一块空地，开始挖坑了，小强双手握住铁铲，躬着前腿，使劲地铲土，好象要用尽全身的力量一样，不过一会儿，空地上挖好了一个个大小不一的坑，它们整齐有序地排列着。

小强仰起头，用手试去脸上，额上的汗珠，又低下头干起活来，旁边的小红也不闲着，她小心翼翼地将小树苗放进坑里，扶直扶好，生怕把它栽歪了。

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。

脲醛树脂研究报告
脲醛树脂是一种广泛应用于工业和日常生活中的合成树脂。

它是由脲和甲醛或其他醛类化合物反应而成的聚合物。

脲醛树脂具有优异的物理性能和化学稳定性，因此被广泛应用于制造各种产品，如涂料、粘合剂、塑料、纸张、织物等。

脲醛树脂的制备过程中，需要控制反应条件，如温度、压力、反应时间等，以获得所需的性能。

同时，还需要添加催化剂和其他助剂，以促进反应的进行和改善产品的性能。

在制备过程中，需要注意安全问题，避免有害气体的产生和对环境的污染。

脲醛树脂的应用范围非常广泛。

在涂料方面，脲醛树脂可以用于制造高性能的防腐涂料、耐磨涂料、耐高温涂料等。

在粘合剂方面，脲醛树脂可以用于制造高强度的胶水、木材胶合剂、纸张胶合剂等。

在塑料方面，脲醛树脂可以用于制造高强度、高耐热、高耐腐蚀的塑料制品。

在纸张和织物方面，脲醛树脂可以用于制造防水、防火、防腐蚀的纸张和织物。

除了以上应用外，脲醛树脂还可以用于制造电子元器件、建筑材料、汽车零部件等。

随着科技的不断发展和人们对产品性能要求的提高，脲醛树脂的应用前景将会更加广阔。

脲醛树脂是一种非常重要的合成树脂，具有优异的物理性能和化学稳定性，被广泛应用于工业和日常生活中。

在制备和应用过程中，
需要注意安全问题和环保问题，以保证产品的质量和环境的健康。

环保型脲醛树脂的合成及木材胶合试验脲醛树脂是人造板工业中的主要胶黏剂，随着人们物质生活水平的不断提高及环保意识的增强。

对甲醛的危害的认识加深，生产低毒，环保型的胶合板受到普遍关注。

目前生产甲醛含量低，耐水性好，剪切强度高，成本低的脲醛树脂，已经成为研究热点。

教学目的掌握环保型脲醛树脂的制备以及性能测定即木材胶合试验的试验方法和测定标准。

实验原理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;HN-CO-NH+CHO ? HN-CO-NHCHOH 22222然后再与甲醛反应生成二羟甲基脲HN-CO-NHCHOH + CHO ? HOHCHN-CO-NHCHOH 22222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(-CHOH)，可进一步缩合生成聚合物。

由2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。

HN-CO-NHCHOH+HN-CO-NHCHOH ? HN-CO-NHCHNH-CO-NHCHOH + HO 22222222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。

HOCHNH-CO-NHCHOH + HOCHNH-CO-NHCHOH ? 2222HOCHNH-CO-NHCHNH-CO-NHCHOH+HO 2222相邻两分子的羟甲基发生脱水和脱甲醛反应形成甲基健:HOCHNH-CO-NHCHOH + HOCHNH-CO-NHCHOH ? 2222HOCHNH-CO-NHCHNH-CO-NHCHOH + HO 2222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。