环保型改性脲醛树脂合成工艺与催化剂体系的分析

《环保型改性脲醛树脂合成工艺与催化剂体系的分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、堡士论文环保型改性脲醛树脂合成工艺及催化剂体系的研究7．1主要结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯497．2需要的进一步研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。51参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。57V硕士论文环保型改性脲醛树脂合成工艺及催化剂体系的研究1绪论1．1脲醛树脂的应用概况及存在问题氨基树脂在热固性树脂中占有很大

2、的比例，而脲醛树脂是最常用的，脲醛树脂已经占据了氨基树脂生产总量的80％【11。脲醛树脂是甲醛与尿素在酸性或碱性条件下，经一步加成反应，后续的缩聚反应而生成初期树脂，然后在加热或者是固化剂的作用下，形成不熔、不溶的末期树脂【2J。1844年Tollens首次合成出脲醛树脂pj。脲醛树脂具有很高的反应活性，成本低，性能好，因此它的胶合制品，如中密度纤维板、人造板、刨花板等被广泛的应用于各个领域，如室内装修、家具、建筑等[41，而且脲醛树脂胶黏剂在人造板领域的使用量已经超过90％。随着应用领域的扩大，脲醛树脂现在也被广泛的应用于微胶囊领域，此领域的应用包括

3、相变材料‘5卅、包埋有色染料【7-8】、香料[91、自修复材料【lo-121等芯材。脲醛树脂在生产及使用过程中，都存在游离甲醛的问题，对人体健康不利。甲醛属于有机物，具有很强的挥发性，若在生活中长期接触会引起一系列症状，如嗓子发干、恶心、鼻窦炎、咽炎等【131。脲醛树脂容易发生水解是甲醛释放的一个很重要的来源，甲醛释放的另一个原因是树脂生产的人造板中存在着未反应的甲醛⋯；另外，木材中的纤维素会与树脂发生反应释放出甲醛。正因如此，脲醛树脂的应用范围受到限制，市场竞争力有所降低。因此，木材工业界一直把开发低毒脲醛树脂作为追求目标。室内环境污染物中甲醛居首位

4、，甲醛于2004年被世界卫生组织(IARC)分类为“人体可致癌物质，，【14J。这个分类促使脲醛树脂行业寻找方法以限制甲醛的排放水平。目前，用于甲醛释放量降低的主要措施有：(1)降低物料比，即F巾一甲醛与尿素的摩尔比【15，16】；(2)在合成过程中加入其他单体以改变合成树脂的聚合结构，消耗更多甲醛【17,18】；(3)在物质／纤维与树脂共混之前或之后加入甲醛消除剂【19J；(4)发展研究新的合成工艺[20,21】；(5)调整树脂的热压工艺【22。24】；(6)对人造板进行后期的处理，如封边、熏氨、贴面、油漆等[23,251。1．2脲醛树脂的研究进展1

5、．2．1脲醛树脂的合成工艺综合文献，主要有几种方法用于脲醛树脂的合成。AnaHenriques等人口o】对比了碱。酸工艺和强酸工艺合成脲醛树脂。1绪论硕士论文最常见的合成方法为“碱．酸”合成工艺[261。这种合成方法分为三步：(1)碱性条件下的加成反应，发生羟甲基化反应；(2)随后的酸性条件下的缩聚反应；(3)最终的中和反应和最后尿素的添加。Maslosh[27】等人报道，碱．酸工艺合成的脲醛树脂比酸．碱工艺合成出的脲醛树脂中的游离甲醛低。根据Christjanson[26】等人研究显示，这个合成工艺主要的优势在于在第一步的羟甲基化反应中，有更多的羟甲

6、基脲生成。而且酸性条件下的缩聚反应通过支链的形成提高了尿素的三元取代反应。但是这些物质的生成使得脲醛树脂的水溶性和粘结性能降低。这种工艺合成出的脲醛树脂贮存期较短，树脂的结构稳定性较差，压板时更容易释放出甲醛。强酸合成工艺由Williams[28】在1983年第一次提出，他研究了一种合成低甲醛释放量的脲醛树脂的合成方法，合成工艺为：(1)甲醛和尿素在强酸环境中反应，这个过程中甲醛过量；(2)在碱性条件下加入第二批尿素，使得F／U达到预定的摩尔比值；(3)在pH=5条件下进一步反应，补充缩聚直到达到合适的粘度；(4)中和反应，加入最后一批尿素，使得F,q

7、J摩尔比值达到理想的比值。这种合成工艺能源消耗量比较低，而且反应时间相对较短，合成出的脲醛树脂游离甲醛含量较低，耐水性较高，这主要是因为此类树脂固化后含有比较多的稳定性高的亚甲基链节，而“碱．酸”工艺合成出的树脂因为在固化后含有比较多的亚甲基醚键而稳定性比较低。这条工艺的问题主要在于控制强酸条件下的缩聚过程，因为在这个过程中反应的放热量很大，因此需要很仔细的控制整个反应过程。因为放热量大容易产生凝胶，从而限制了这条工艺的工业化生产。用“中强酸”工艺条件‘29,301合成脲醛树脂可以综合以上两种工艺的优点，但这种工艺条件并没有得到具体的应用。“弱酸”工艺

8、也被应用于脲醛树脂的合成，任一萍等【3l】经过多次探索后，合成出的树脂游离甲醛含量低，而且树脂