氧化淀粉改性脲醛树脂胶的研制

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1、氧化淀粉改性脲醛树脂胶的研制氧化淀粉改性脲醛树脂胶的研制李来丙(湖南建材高等专科学校精细化工教研窒,瑚南衡阳421oo~)摘要:本论文介绍了以粉状氧化淀粉作为改性剂对脲醛树脂胺进行改性的方法,以提高脲醛树脂胶的耐水性和抗老化性等性能,同时达到降低游离甲醛含量提高脲醛树脂胶的粘接强度的目的.关键词:氧化淀粉;脲醛树脂:改性中囤分类号:田3.431文献标识码:A文章编号:1001—0017(2001)o6～0256—03StudyontheUFResinAdhesivesModifiedwithOxidatedStarch

2、lJl一blng(e矾咖"Ⅺ(乩口㈣"幽^蛔一Hagt~,r螗e.踟421008,瑚)Ahs~-ael:In0Tde

3、toimpr~'etheJ1ge"h.….1¨一a~gng】^ltuh~'ern~ltmtoffree一ruHI【Ih…Ithrc"ltIlngtheLrresi~lv~-iththepofoxidat~]叭-hltHMII～dlscLI堪I(wx吐'_悯datedstarch:theLltesln;rnf嘣ti帅.月q舌脲醛树脂胶是在竹,木材加工,纸张粘接.钢化涂料等行业上应用广泛的一种胶粘剂.随着现

4、代房屋装饰业中木地板砖,竹地板砖的流行,脲醛树脂胶粘剂已成为竹木加工中用量最大的一种.这主要是由于脲醛树脂胶粘剂具有胶粘强度较高,成本低廉,原料易得,生产工艺简单,使用方便,胶层色浅无板面污染等优点;但它具有耐水性和抗老化性差,游离甲醛含量偏高,固化时胶层体积收缩产生内应力而引起胶层龟裂等缺点,不能适应建材行业的发展需求.且在生产和实际应用过程中都有游离甲醛逸出,尤其是国内一些中小型企业生产和使用的脲醛树脂胶粘剂中游离甲醛含量高达3%7%,这不仅污染环境,并且由于制品在生产和使用过程中不断释放出甲醛,严重影响生产者和消

5、费者的身心健康为了克服这些缺点,已经有较多关于利用苯酚,聚乙烯醇,三聚氰胺,硫脲等改性剂对脲醛树脂胶粘剂进行改性的研究报道.使用这些改性剂对脲醛树脂的性能虽有较大的改善,但原料价格昂贵,使生产成本大幅度增加.为了使脲醛树脂胶粘剂性能得以改善的同时不提高成本,本文利用干法生产氧化淀粉(改陛剂),并进行氧化淀粉改性脲醛树脂胶粘剂的实验研究1实验部分1.1实验原理1.1.J朦醛树脂生成机理尿素与甲醛水溶液缩聚生成脲醛树脂的过程包括:a)加成反应在中性或弱碱性条件下,尿素与甲醛进行加成,生成稳定的羟甲基脲.NCON十HCHO一

6、NCONHCH~OHNCONHCH;~OH+HcH【】一H0cNHCONHCOH当甲醛过量时还可以进一步生成三羟甲基脲,四羟甲基脲.但为了控制树脂中游离甲醛含量一般甲醛和尿素的摩尔比不超过2:1,故生成一羟甲基脲和二羟甲基脲的反应具有实际意义.b)缩聚反应在加热条件下或酸性介质中,羟甲基脲中的活泼的羟甲基进～步与氨基或亚氨基发生缩合形成次甲基键连接的线型或支链型结构的初期脲醛树脂.㈨一.mIj明:唧zHH:】ll【:Ⅲ删:删杖藕日期:20∞一09—21怍者简介:李来丙(11一),男,朔南衡RtA.1995年毕业于郑州轻

7、工业学院化学工程系精细化工专业.现于湖南省建树高等专科学校化工系工作.从事教学与精细化工新产品的科技开发研究工忭.(2)10c啦H帕0一.m州啦}b【Ⅲ+O日嘎2伽啷tc一一c一ltOlt2q删四j0【Iloll2删(3)—o.!+0~-o+:0÷o.0+日0蛆嘎阻删一佃广一c日删讲—H一t—一四I呻就这样进行反复的加成缩聚反应生成复杂的可溶性低聚物,如果在酸性催化剂的作用下则固化成大分子网状结构的体型脲醛树脂.1.1.2氧化淀粉生成机理淀粉是以葡萄糖为结构单元的天然高聚物,可用简式卜cH2一OH表示其分子,在氧化剂的

8、作用下,伯羟基一CH2OH被氧化成一CHO,同时分子环间的糖苷键部分断裂而发生降解,成为聚合度较低的ff1]氧化淀粉.反应为:f一cH2OHR—cH本实验以H2o2为氧化剂,在硫酸镁催化剂作用下对淀粉进行选择氧化.双氧水氧化效果好,速度快,需要量少,产品质量稳定,适用于工业生产1.1.3氧化淀粉对脲醛树脂的改性机理脲醛树脂之所以具有耐水性和抗老化性差等缺点,是因为其分子中存在大量的亲水性活性基团一CH,OH与一cONH一基,它在水中尤其是热水中稳定性差,分子结构中活性基团易水解,大大降低了脲醛树脂的耐水性.加入氧化淀粉

9、对脲醛树脂的改性有以下几点:(1)由于淀粉结构中部分葡萄糖单元中6c原子上的羟基被氧化为醛基,而醛基能与脲醛树脂中的羟甲基在固化剂或加热的条件下形成缩醛及半缩醛,并且醛化分子问在固化条件下可以形成缩醛而交联,反应如下:ru]RCHO+RCHzOH—RCH(OH)一OCR(半缩醛)+RCH(OCH2R)一OCthR(缩醛)由于氧化淀