胶合材料学2脲醛树脂胶粘剂

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1、2脲醛树脂胶粘剂2.1合成脲醛树脂的原料2.2脲醛树脂的合成原理2.3脲醛树脂合成反应的影响因素2.4脲醛树脂的合成工艺2.5脲醛树脂的调制2.6脲醛树脂胶粘剂的改性2.7毒性12脲醛树脂胶粘剂脲醛树脂是一种由尿素和甲醛缩聚而成的合成树脂，它属中等耐水性胶粘剂。脲醛树脂于1844年由B.Tollens首次合成，并于1929年被IG公司开发用于胶接木材之后，作为胶合板与刨花板生产用胶粘剂，得到迅速发展。现在仍是木材工业使用量最大的合成树脂胶粘剂，特别是生产人造板的主要胶种，它既可用于胶接木材和非木质材料，又可用于浸渍纸张做人造板表面的装饰材料。脲醛树脂除可用作木材胶粘剂外，还可

2、应用于纺织品、纸张、乐器、肥料以及涂料等。脲醛树脂可制成水溶液状、泡沫状、粉末状以及膏状使用。22脲醛树脂胶粘剂减少木材胶接制品游离甲醛释放量的方法有：降低合成树脂的尿素（U）与甲醛（F）的F/U摩尔比；在脲醛树脂中添加甲醛捕捉剂；对木材胶接制品用氨或尿素溶液进行后处理；改变树脂的合成工艺。其中降低合成树脂F/U摩尔比的方法被广泛采用。通常降低脲醛树脂的合成F/U摩尔比，往往会招致树脂的胶接性能下降、贮存期缩短、树脂的水溶性降低、胶接制成品的尺寸稳定性下降以及树脂的初粘性不好等问题。目前低甲醛释放量的脲醛树脂已被广泛应用于木材胶接制品的生产。32.1合成脲醛树脂的原料合成脲醛

3、树脂的主要原料是尿素和甲醛。此外还需要一定量的酸碱催化剂及助剂等，在此就尿素和甲醛与树脂合成有关的物理化学性质作简单介绍。42.1合成脲醛树脂的原料一尿素（Urea）尿素又名脲，学名碳酰胺。分子式：CO（NH2）2；分子量：60.055；熔点：132.7℃。尿素为无色针状结晶或白色结晶，易溶于水，水溶液呈弱碱性；也易溶于甲醛、乙醇和液态氨。晶体尿素的吸湿性很强，吸湿后结块。晶体尿素的吸湿速度比颗粒尿素快12倍。尿素是一元碱，符合两性离子结构，与酸形成盐，可用下式表示：52.1合成脲醛树脂的原料尿素在稀酸或稀碱中很不稳定，在稀碱中加热50℃上时放出氨，在稀酸液中放出二氧化碳：6

4、2.1合成脲醛树脂的原料尿素在熔点温度以下相当稳定，在略微超过于它的熔点之上加热时，则分解成氨和氰酸。假若加热不太强烈，有些氰酸和脲结合，形成缩二脲。硫酸铜和缩二脲反应呈紫色，可用来鉴定尿素。尿素的主要用途为农业肥料及树脂、塑料、医药、食品等工业原料。72.1合成脲醛树脂的原料二甲醛（Formaldehyde）甲醛的分子式：CH2O，分子量：30.03；沸点：-19.5℃。甲醛在常温下为气体。当空气中浓度达到0.15～0.3mg/m3时，使人感到刺激眼睛和呼吸道粘膜；浓度在2.4~3.6mg/m3时，对呼吸道粘膜起刺激作用，也会刺激皮肤，引起灼伤。我国规定一般空气中的浓度要≤

5、1.0mg/m3，生产车间≤3.0mg/m3。甲醛剧烈中毒会使人失去知觉。8甲醛易溶于水，甲醛含量为37%的水溶液称为福尔马林，其水溶液为甲二醇、聚甲醛、甲醇、甲酸及水的混合物。工业用甲醛水溶液为透明液体，混入铁等物质后呈淡黄色。工业甲醛水溶液合格品甲醛含量为36.5%～37.4%。甲醛水溶液易被氧化，极易聚合，遇冷聚合变混。在硫酸存在下与变色酸（1，8-二羟基奈一3，6-二磺酸）一起加热10min，出现亮紫色，可检出甲醛的存在。92.1合成脲醛树脂的原料甲醛溶于水后形成的水合物为甲二醇，甲二醇与甲醛再聚合生成二聚体的水合物，如此聚合下去形成多聚体的水合物一多聚甲醛：10甲醛

6、水溶液在贮存过程中，形成聚合度n>3的聚甲醛，是微溶于水的沉淀，加热可使其溶解，但加热温度不要超过50℃，且不可用明火加热。甲醛水溶液的有效贮存期为3个月。为了防止甲醛聚合常在甲醛水溶液中加入甲醇，甲醇含量越高，甲醛水溶液贮存期间的容许温度就越低，但过多会降低甲醛与尿素的反应速度，一般甲醇含量为8%~12%。112.1合成脲醛树脂的原料甲醛易氧化生成甲酸，甲酸含量随甲醛水溶液贮存时间的延长而增加：甲醛在碱性介质中发生歧化反应生成甲酸和甲醇：甲醛与氨盐反应生成六次甲基四胺和酸：122.1合成脲醛树脂的原料甲醛与一系列其他羟甲基化合物如聚乙烯醇、淀粉和纤维素也可以发生反应。甲醛是

7、一种反应性很强的化合物，大量用于制造合成树脂、合成纤维、医药、塑料防腐剂及还原剂等产品。132.2脲醛树脂的合成原理尿素和甲醛的反应是非常复杂的。这两种化合物反应时，既可生成线型产物又可生成支链型产物，同时在固化过程中生成三维网状结构。这是由于尿素的官能度为4，其分子中有4个可被取代的氢原子，在常见的甲醛缩合物中是三官能度，而甲醛的官能度为2。反应中决定产物性能的最重要因素是：1尿素和甲醛的摩尔比；2缩聚反应时介质的pH值；3反应温度。14这些因素影响树脂分子量增长的速度。因此不同缩聚程度树脂的性能差别