改性凹凸棒土对脲醛树脂甲醛释放量的影响

一、实验目的1. 了解脲醛树脂的合成原理及工艺流程。

2. 掌握脲醛树脂的性能测试方法。

3. 研究不同合成条件对脲醛树脂性能的影响。

二、实验原理脲醛树脂是一种热固性树脂，由尿素和甲醛在酸性或碱性条件下缩聚而成。

合成过程中，尿素分子中的氨基与甲醛分子中的羰基发生缩合反应，生成脲醛树脂。

本实验采用酸性条件下合成脲醛树脂。

三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 尿素：工业级- 甲醛：37%水溶液- 硫酸：分析纯- 氢氧化钠：分析纯- 水浴锅- 超声波清洗器- 烘箱- 滴定仪- 紫外-可见分光光度计- 热分析仪- 箱式电阻炉2. 实验试剂：- 氢氧化钠溶液：0.1mol/L- 氢氧化钠标准溶液：0.1mol/L- 氯化钡溶液：0.1mol/L- 硫酸溶液：0.1mol/L- 酚酞指示剂：1g/L四、实验步骤1. 准备实验试剂和材料，按照实验要求进行称量和配制。

2. 将尿素和甲醛加入反应容器中，搅拌混合均匀。

3. 加入硫酸，调节pH值至酸性，开始缩聚反应。

4. 在一定温度下，控制反应时间，合成脲醛树脂。

5. 将反应产物过滤、洗涤、干燥，得到脲醛树脂固体。

6. 对脲醛树脂进行性能测试，包括固含量、粘度、酸值、凝胶时间、热稳定性等。

五、实验结果与分析1. 固含量：实验所得脲醛树脂固含量为45.2%，符合实验要求。

2. 粘度：实验所得脲醛树脂粘度为1200mPa·s，较改性前的粘度有所提高。

3. 酸值：实验所得脲醛树脂酸值为2.5mgKOH/g，较改性前的酸值有所降低。

4. 凝胶时间：实验所得脲醛树脂凝胶时间为20分钟，较改性前的凝胶时间缩短。

5. 热稳定性：实验所得脲醛树脂热失重率为5%，较改性前的热失重率有所提高。

六、结论1. 本实验成功合成了脲醛树脂，并对其性能进行了测试。

2. 通过调整合成条件，可优化脲醛树脂的性能，提高其应用价值。

3. 实验结果表明，酸性条件下合成的脲醛树脂具有较好的性能，适用于涂料、胶粘剂等领域。

脲醛树脂胶粘剂是以脲素与甲醛生成的以树脂为主体的胶粘剂，脲醛树脂几乎是所有合成树脂中最廉价的，又因具有较好的性能(如较高的胶接强度，耐热性和耐老化性等)，且固化快，毒性低，原料易得，制造工艺简单，使用方便，胶层色浅且不污染板面而广泛应用于刨花板、胶合板、纤维板和细木工板等人造板的制造及矿物棉、矿物纤维和铸体砂型等材料粘接，是竹、木加工纸张粘接，钢化涂料等行业应用广泛的一种胶粘剂，是市场上需求量最大的胶粘剂之一[1]。

本研究采用添加聚乙烯醇对脲醛树脂胶加以改性，得出了其适宜的工艺条件和添加比例，所得改性脲醛树脂胶性能优于一般的脲醛树脂，尤其在粘接速度、耐水性、强度等方面有较大的提高。

1实验1．1原料及仪器原料：(1)脲素；(2)甲醛，化学纯；(3)六次甲基四胺，分析纯；(4)氢氧化钠；(5)聚乙烯醇。

仪器：250mL三颈烧瓶，球形冷凝管，电动搅拌器，200℃温度计，粘度计，电热套。

1．2实验原理1．3步骤①在带有电动搅拌器的250ml的三颈烧瓶中，加入1g PVA和30g质量分数为35％甲醛水溶液。

加热至4O℃左右，反应5min，使PVA基本溶解，溶液透明，允许有少量悬浮物；②升温至5O℃左右，加1．5g六次甲基四胺，全溶后用质量分数为2O％的氢氧化钠调pH值至8．0左右；③尿素5O g，按7：2：1质量比，分3次投料，升温至6O℃，投入第一批，并加0．5g PVA，缓缓升温到8O℃，反应30min；④用氢氧化钠调节pH=7．0，加入第二批尿素，保持温度8O℃以上。

反应30min；⑤再用氢氧化钠调节pH=8．0，加入第三批尿素，反应2O min；⑥降温至4O～5O℃，用NaOH调pH值至7．5-8．0，冷却出料得产品[2]。

2结果与讨论2．1各因素对反应的影响2．1．1原料量比(A)的影响固定其他条件，选定不同的甲醛与脲素的质量比，得实验数据见表1。

甲醛／脲素的量比降低，则胶粘剂羟甲基及游离醛含量降低，导致产品粘接力下降，储存稳定性下降。

综述专论化工科技,2005,13(4):50～54SCIENCE &TECHNOLO GY IN CHEMICAL INDUSTR Y收稿日期:2005204214作者简介:严顺英(1982-),女,云南大理人,昆明理工大学在读硕士,主要从事精细化工、高聚物合成方面的研究。

33通讯联系人。

3基金项目:云南省教育厅科学研究基金项目(0112045)。

脲醛树脂的研究现状与研究前景3严顺英,顾丽莉33(昆明理工大学生化学院,云南昆明650224)摘　要:从脲醛树脂胶粘剂的合成机理、合成工艺参数及条件、游离甲醛含量的降低、树脂的改性、树脂的固化理论及化学构造等方面,综述了近几年来前人对脲醛树脂胶粘剂的研究进展,同时结合近期的研究工作,分析并提出了该合成树脂的未来研究方向。

关键词:脲醛树脂;合成机理;工艺;游离甲醛;改性;固化理论;化学构造中图分类号:TQ 323.3 文献标识码:A 文章编号:100820511(2005)0420050205 脲醛树脂(U F 树脂)是尿素与甲醛在催化剂(碱性或酸性催化剂)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,形成不溶、不熔的末期树脂[1]。

脲醛树脂于1844年由B.Tollens 首次合成,1896年在C.G oldschmidt 等的研究后首次使用,而中国脲醛树脂是在1957年开始工业化生产的,1962年成为胶合板生产的主要胶粘剂。

脲醛树脂胶粘剂与其它胶粘剂相比具有许多优点,其中最大的优势是原料充足、价格低廉,是合成树脂中价格最低的[2]。

由于其优点被广泛应用于木器加工、胶合板、刨花板、人造板的生产及室内装修等行业,是目前粘合剂中产量最大的品种,占木材胶粘剂总产量的80%以上。

具有其它胶种难以取代的竞争力。

1　市场销售现状与展望1.1　市场销售现状脲醛树脂胶的消费主要集中在亚洲、西欧和北美等。

2001年西欧的消费量为2500kt ,美国消耗800kt ,印尼消耗750kt ,中国内地消耗达到1000kt 。

改性脲醛树脂的制备与应用摘要：随着时代的快速发展，我国工业领域逐渐突破传统材料的束缚，持续挖掘树脂类的广泛应用途径，本文主要针对改性脲醛树脂的制备与应用进行深入探究，详细内容如下。

关键词：改性；脲醛树脂；制备；应用；引言：改性脲醛树脂在工业中被广泛应用，并且为诸多领域带来了巨大的经济价值；但制备改性脲醛树脂的过程中，其反应过程较为复杂，需要对其生产过程中进行严格控制，综合清除影响因素，切实保证其整体性能，不断提升制品质量。

1.改性脲醛树脂的应用改性脲醛树脂一般在工业中应用较为广泛，具体应用过程如下；1.1粘接剂在通常情况下未改性脲醛树脂可直接作为粘接剂，但其粘结性能与酚醛树脂等相比较，应用优势并不突出，因其在固化后常会出现龟裂的现象，而且耐性水也相对不高，还会向空气中散发出刺鼻的气味（甲醛），针对这些应用缺点，可对其进行改性，而改性后的脲醛树脂保持原有的粘结性能，并有效改善了其防水性能与龟裂现象；在改性脲醛树脂的过程中，采用苯酚、脲醛共聚、间苯二酚等成分改善其胶层的抗水性能，而且还在其中加入氨类、尿素等元素，促使与甲醛充分反应，避免造成过多的甲醛散发出来；在众多实验材料中，苯酚的对改性脲醛树脂的作用较高，而且还可降低有利甲醛的含量，耐水性、耐热性均有提升。

当脲醛树脂与淀粉进行反应，进而得到改性脲醛树脂，这类粘接剂可用在粘结食物包装中[1]。

1.2织物整理改性脲醛树脂可作为织物整理剂，利用该项功能与作用，可显著提升人造纤维、棉、麻等织物的抗水性及防水性能等，还可提高织物的染色牢度。

当使用甲醛对脲醛树脂进行改性时，会得到甲醚化羟甲基脲树脂，将其应用在织物之中，可避免织物出现褶皱；当使用乙二醛对脲醛树脂进行改性时，会得到甲基二羟基乙烯脲树脂，该成分应用至织物之中，会增强织物的手感，促使织物富有一定弹性；当用磷酸对脲醛树脂进行改性时，可大大提升织物的阻燃性能；在织物领域，因脲醛树脂制备方便，且价格低廉，所以被广泛应用[2]。

一、脲醛树脂制备的基本原理脲醛树脂以尿素与甲醛为主要原料，在碱性催化剂或酸性催化剂作用下，经过适当缩聚反应而成的水溶性初期树脂。

其外观形式有两种，一为乳状或糖浆状液体，贮存期个月；另一种为粉状脲醛树脂，贮存期长达，易溶于水。

粉状脲醛树脂运输也十分方便。

脲醛树脂制备的基本原理尚无定论，一般认为尿素与甲醛首先在弱碱性或弱酸性水溶液中进行加成反应，分别生成稳定和不稳定的一羟甲基脲和二羟甲基脲，继而在加热或弱酸性介质中，羟甲基脲与脲的酰胺基或羟甲基进行缩聚，生成可溶于水的透明无色的初期脲醛树脂。

这种树脂是多种分子的混合物，其分子量在之间。

其反应示意如下：在中性或弱碱性介质的加成反应：在弱酸性介质中的反应：在加热或弱酸性介质中进行缩聚反应，生成初期脲醛树脂：工业生产脲醛树脂时就是按上述两步反应进行的，首先在酸性或碱性条件下进行尿素与甲醛的加成反应，其次再在酸性条件下进行羟甲基脲的缩聚反应，合成具有一定分子量的脲醛树脂。

工业生产的脲醛树脂实际上是一羟甲脲、二羟甲脲、游离甲醛及低分子量聚合物的混合物。

当尿素与甲醛等摩尔反应时，主要形成一羟甲脲，它只能进一步缩聚成线型的聚合物，不能用作胶粘剂。

当甲醛过量时可形成二羟甲脲，通过它可以得到热固性的脲醛树脂，即最终能形成三向网络结构的体型聚合物。

因此，工业生产的用作胶粘剂的脲醛树脂一般控制尿素与甲醛的摩尔比在１：１．６～２之间，由此合成的树脂有较好的综合性能。

二、尿醛树脂的固化脲醛树脂是热固性树脂，在酸性介质中可进一步缩聚，固化成不溶、不熔的三向网络结构的体型聚合物，所以可加入固化剂加速固化。

常用的固化剂为氯化铵，它可与树脂中的游离甲醛反应，释出氰化氢使体系呈现酸性：上述反应在加热时显著加速，因此氯化铵既可用作游离甲醛含量较高的脲醛树脂的室温固化剂，也可用作游离甲醛含量较少的脲醛树脂加热固化剂。

三、影响脲醛树脂质量的因素１．原料及其配比的影响（１）甲醛溶液的影响甲醛在贮存过程中，时间长了会生成白色多聚甲醛沉淀，有部分甲醛被氧化成甲酸。

环氧氯丙烷改性脲醛树脂的研究利用环氧氯丙烷对脲醛树脂进行改性，通过对比实验，考查了环氧氯丙烷加入量对脲醛树脂的改性效果的影响。

试验结果表明，当F/U=1，环氧氯丙烷加入量占总量的3%时，改性效果最佳。

改性脲醛树脂的甲醛释放量达到E1级指标要求，胶合强度满足国家II类标准要求。

标签：环氧氯丙烷；脲醛树脂；甲醛；胶合强度脲醛树脂由于具有原料廉价易得、制造工艺简单、无色透明、对木质纤维素有优良的粘附力、不污染木材等优点，被广泛应用于世界各国木材行业[1]。

但是其存在耐水性差和释放甲醛的问题。

许多学者对脲醛树脂进行了不同方面的研究，主要包括改变脲醛树脂合成时的物质的量比[6]、添加改性剂[2，3]、改变合成工艺[4，5]等。

各种改进工艺都在一定程度上降低了脲醛树脂的游离甲醛含量的同时保证了胶合强度。

环氧氯丙烷中含有活泼基团——环氧基，环氧基能与氨基、羟基、羟甲基等亲水基团反应。

本文通过加入环氧氯丙烷对脲醛树脂进行改性，对降低游离甲醛含量、甲醛释放量和提高脲醛树脂耐水性方面进行了研究。

1 实验部分1.1 原材料甲醛为质量分数37% 的水溶液，尿素、环氧氯丙烷和其他化学试剂均为市售分析纯试剂。

试材：桉树单板，无腐朽和变色，含水率8%～12%，广西上思华夏丰林木有限公司，规格尺寸：300 mm×300 mm×（2±0.2）mm，用于胶合板制备后测定胶合强度和甲醛释放量。

1.2 脲醛树脂的制备（1）加入甲醛，升温至约80 ℃，用30%的NaOH调pH值至8～9，加入第1批尿素，保温；（2）用25%的氯化铵调pH值至4.3～4.6，反应到浊点后调高pH值至7.8～8，并加入第2批的尿素；（3）反应到浊点后再调高pH值至7.5，并加入第3批的尿素，保温一段时间，调pH值到8.0，降温出胶。

（4）以F/U物质的量比分别为0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2按上述方法分别制备脲醛树脂。

脲甲醛复合肥的释放原理脲甲醛复合肥是一种将脲甲醛与其他肥料成分混合而成的肥料。

脲甲醛是一种含有氮元素的有机化合物，它具有缓释氮肥的特性。

脲甲醛复合肥的释放原理主要涉及脲甲醛的分解和氮素的释放过程。

脲甲醛复合肥中的脲甲醛分子在土壤中逐渐分解，释放出氮素。

脲甲醛分解的过程主要受到土壤温度、湿度、微生物活性等因素的影响。

一般来说，温度越高、湿度越大、土壤中的微生物活性越高，脲甲醛的分解速度就越快。

脲甲醛分解的过程可以分为两个阶段。

首先是脲甲醛分子的水解反应，将脲甲醛分解为尿素和甲醛。

这个过程是一个缓慢的反应，需要一定的时间。

尿素是一种含有高浓度氮素的化合物，而甲醛则是一种有机酸，对植物生长有一定的促进作用。

在脲甲醛分解的第二个阶段，尿素进一步分解为氨气和二氧化碳。

这个过程是一个较快的反应，释放出的氨气可以被土壤中的微生物转化为硝酸盐形式的氮素，供植物吸收利用。

同时，二氧化碳也可以被植物进行光合作用，促进植物的生长。

脲甲醛复合肥的释放速度是比较缓慢的，可以满足植物生长的需要，并减少氮素的损失。

相比于传统的氮肥，脲甲醛复合肥具有以下优点：1. 缓释性：脲甲醛复合肥能够缓慢释放氮素，减少氮素的损失。

这样可以避免氮素过量施用导致的土壤污染和水体富营养化问题。

2. 高效性：脲甲醛复合肥中的脲甲醛分子能够在土壤中逐渐分解，释放出氮素。

这种缓释的方式可以提高氮素的利用率，减少浪费。

3. 环保性：脲甲醛复合肥的缓释特性可以减少氮素的流失，降低对环境的影响。

同时，脲甲醛分解产生的甲醛也具有一定的杀菌作用，可以减少土壤中的病菌数量。

总之，脲甲醛复合肥的释放原理主要涉及脲甲醛的分解和氮素的释放过程。

通过缓慢释放氮素，脲甲醛复合肥能够提高氮素的利用率，减少氮素的损失，同时也具有一定的环保性。

这使得脲甲醛复合肥成为一种受到广泛应用的肥料。

环保脲醛树脂（固化剂体系与其固化性能）摘要脲醛树脂的固化是将线型可溶性树脂转化成不溶不熔体型结构并获得胶接强度的过程。

固化剂是脲醛树脂胶接固化的关键组成，其种类与用量都会密切影响固化树脂的性能。

氯化按是脲醛树脂胶粘剂的传统固化剂，然而随着F/U的降低、合成工艺的调整、改性剂的加入等操纵，使脲醛树脂的固化历程、固化前的化学结构、固化特性等发生改变，氯化馁已难以再满足脲醛树脂的胶接固化要求，人们研究提出了多种固化剂体系。

为此，综述了脲醛树脂胶粘剂的分歧固化体系及其固化特性。

关键词:脲醛树脂;固化剂体系;固化特性;树脂性能前言脲醛树脂的固化胶接通常是通过加入固化剂来实现的，固化剂是一种能将单体或低聚物转酿成高聚物或网状交联聚合物的物质。

固化是缩聚反应的继续，是树脂获得胶合强度的关键过程。

脲醛树脂在固化过程当中，体系的pH值越低，分子量增长越迅速，固化速度越快，即缩聚脱水反应的速度与胶层中氢离子的浓度密切相关。

因此，适当地选用固化体系和固化剂用量，使凝聚在胶层中的氢离子浓度得到控制是固化剂使用的关键【1】。

有很多酸性物质都可用作固化剂，如硼酸、磷酸、氯化钱或其它强酸钱盐及有机酸等，以及它们复合得到的体系。

脲醛树脂固化体系种类繁多，依照其组成可以分为单组分体系、双组分体系及多组分复合体系;依照其固化特性可以分为直接固化体系、潜伏型固化体系和微胶囊固化体系【2】。

分歧类型固化体系对脲醛树脂的固化特性分歧，所固化树脂的性能特征也不尽相同。

因此研究分歧种类固化体系对脲醛树脂固化特性的影响，可以揭示脲醛树脂的固化机理，特别是低.F/U摩尔比情况下的树脂固化机理，以及对固化树脂性能的调控有着积极的意义。

脲醛树脂传统固化剂氯化铰的固化机制是通过氯化钱与树脂中的游离甲醛反应，形成酸性物质进而促进树脂固化。

然而在低F/U摩尔比(低游离醛) 脲醛树脂固化中，因为胶粘剂的游离甲醛含量很低，固化剂氯化钱通过反应难以提供树脂固化所需的酸值，进而导致固化不完全，或者固化树脂性能不良，因此脲醛树脂传统固化剂氯化钱已逐渐难以适应低游离醛脲醛树脂固化需求。