改性脲醛制備綜合試驗(yàn)試驗(yàn)原理內(nèi)容及目的脲醛樹(shù)脂的合成

1、改性脲醛制備綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)原理、內(nèi)容及目的脲醛樹(shù)脂的合成采用“堿酸堿”式的合成方法,合成脲醛樹(shù)脂中存在一些親水基團(tuán)如羥基、羧基、氨基、亞氨基、醚鍵，其耐水性較差,并且使用過(guò)程中釋放大量地甲醛造成環(huán)境污染?？捎扇缦路椒ǜ男裕?(1)通過(guò)共混的方法加入丙烯酸酯乳液、 醋酸乙烯乳液、 聚乙烯醇或縮醛、 氧化淀粉等高分子材料改性。 (2)通過(guò)共聚的方法在樹(shù)脂中引入疏水基團(tuán)。例如三聚氰胺、苯酚、雙酚 A 、苯代三聚氰胺、對(duì)甲苯磺酰胺等。 (3)有機(jī)或無(wú)機(jī)填料如木粉、草木灰、面粉。 (4) 通過(guò)對(duì)合成工藝改進(jìn) ,如時(shí)間、溫度、加料順序調(diào)整。脲醛樹(shù)脂是由尿素和甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)而成。主要分兩步：第一步是親核加

2、成反應(yīng)： 即在中性或微堿性條件下， 尿素與甲醛反應(yīng)生成各種羥甲基脲的混合物：H NCONH+ H COHOCHNHCONH+ HOCH NH222222C O一羥基脲NHCHOH2二羥基脲第二步是縮合反應(yīng)： 即在酸性條件下加熱第一步的產(chǎn)物，使其分子間縮水成線型產(chǎn)物。即：HNCHNHCHNHCHNH222COC OCOC ONHNHNHNH22CHOHCHOH22縮合反應(yīng) (失水 )既可以發(fā)生在亞氨基和羥甲基之間、羥甲基和羥甲基之間、又可以發(fā)生在甲醛和兩個(gè)亞氨基之間。本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生從已掌握的專業(yè)知識(shí)出發(fā)，研究脲醛樹(shù)脂性能的影響因素，通過(guò)控制反應(yīng)物配比等工藝條件，設(shè)計(jì)制備出耐水環(huán)保型的脲醛樹(shù)脂。分

3、組課題課題一：耐水性的脲醛樹(shù)脂制備用丙烯酸樹(shù)脂改性.課題二：環(huán)保性脲醛樹(shù)脂制備用丙烯酸樹(shù)脂改性課題三 : 耐水性的脲醛樹(shù)脂制備用VAE 改性 .課題四 : 環(huán)保性脲醛樹(shù)脂制備用水性松香樹(shù)脂改性.課題五 : 耐水性的脲醛樹(shù)脂制備用水性萜稀樹(shù)脂改性.課題六 : 環(huán)保性脲醛樹(shù)脂制備用水性萜稀樹(shù)脂改性.課題七 : 耐水性的脲醛樹(shù)脂制備用白乳膠改性.課題八 : 環(huán)保性脲醛樹(shù)脂制備用白乳膠改性.藥品及儀器儀器：（四頸瓶（ 250ml）、球形冷凝管、蒸餾瓶、堿式滴定管、漏斗、燒杯量筒、溫度計(jì)、電動(dòng)攪拌器、電熱套、真空泵）8 組藥品：甲醛5kg、六次甲基四胺2kg、尿素5kg、氯化銨1kg、NaOH5kg、P

4、VA 5kg 、松香 2kg、石蠟 2kg、鄰苯二甲酸二辛酯 5 kg 、乙烯 -醋酸乙烯乳液 5kg、碳酸鈣 1kg、抗氧化劑 0.5kg（IRGANOX 1010 ）、偶聯(lián)劑 TM-10硅烷偶聯(lián)劑（長(zhǎng)鏈烷基三甲氧基硅烷） 1kg、白乳膠 2kg、VAE-701 1kg、， VAE-705 1kg 、VAE-707 1kg 、平平加 1kg、FA196 2.5 kg、 W-920 2.5 kg、 水性松香樹(shù)脂 2.5 kg 、 水性萜稀樹(shù)脂 2.5 kg 、丙烯酸樹(shù)脂 2.5 kg.四、實(shí)驗(yàn)步驟（供參考）方法一 : 將配方中的甲醛全部加入三口瓶中 , =7.5 8 5, 加入第一批尿素約為總

5、量的 60%,反應(yīng)溫度控制在 85 , 反應(yīng)時(shí)間為 60左右。加酸 ( 有機(jī)酸 ) =5 左右 , 加入第二批尿素約為總量的 35%,反應(yīng)溫度為85± 5, 保溫 4060。達(dá)到所需粘度時(shí) , 調(diào)節(jié) =78, 加入第三批尿素為總量的 5%,反應(yīng) 30左右 , 減壓蒸餾后調(diào)節(jié)為中性或堿性 , 冷卻到 40下出料。 改性劑三聚氰胺第一次加料時(shí)加入 , 聚乙烯醇、丙烯酸酯、聚醋酸乙烯酯、糠醇在第二次加料時(shí)加入。方法二 : HCHO 100g ，入尿素 35g 20 NaOH三聚氰胺級(jí)（PVA也可）0.5g ， 升溫 50調(diào)節(jié) pH 8.5 ，緩慢升溫后 92 ，加保溫40min。 飽和氯化

6、銨溶液調(diào)節(jié) PH5.0 ， 保溫 90 反應(yīng)約 90min 至渾濁 , NaOH 調(diào)節(jié) pH7.0 用 加入 15g 尿素， 40min 達(dá)一定的粘度 , NaOH調(diào)節(jié) pH8.0自然降溫 60 加入 4g 尿素 再加入氨水 1-2g 。 40放料 結(jié)束。脲醛樹(shù)脂的合成51.51. 制備脲醛樹(shù)脂分幾步進(jìn)行？各步所要求的條件有何不同？答：脲醛樹(shù)脂是由尿素和甲醛經(jīng)縮聚反應(yīng)而成。主要分兩步：第一步是親核加成反應(yīng)： 即在中性或微堿性條件下， 尿素與甲醛反應(yīng)生成各種羥甲基脲的混合物：H NCONH+ H2COHOCHNHCONH22+ HOCH 2NH22一羥基脲C ONHCH2OH二羥基脲第二步是縮合

7、反應(yīng)： 即在酸性條件下加熱第一步的產(chǎn)物， 使其分子間縮水成線型產(chǎn)物。即：HNCHNHCHNHCHNH222COC OCOC ONHNHNHNH22CH2OHCH2OH縮合反應(yīng) ( 失水 ) 既可以發(fā)生在亞氨基和羥甲基之間、羥甲基和羥甲基之間、又可以發(fā)生在甲醛和兩個(gè)亞氨基之間。52.52. 為什么在脲醛樹(shù)脂合成過(guò)程中第一步反應(yīng)的PH值不能超過(guò) 8？答：如果 PH 值超過(guò) 8，則這時(shí)甲醛分子間能發(fā)生坎尼查羅 (Cannizzaro) 反應(yīng)，即一分子甲醛被還原成甲醇，另一分子甲醛被氧化成甲酸。53.53. 制備脲醛樹(shù)脂時(shí)，尿素與甲醛的用量配比怎樣才算合適？尿素為什么要分兩次加入反應(yīng)體系中？答：尿素與

8、甲醛的用量以1：1.6-2.0(摩爾比 ) 為宜。尿素可以一次加入，但分兩次加效果更佳。 因?yàn)檫@樣就可以使甲醛有更多的機(jī)會(huì)和尿素反應(yīng)，可以大大減0為了使反應(yīng)液維持一定的溫度，需要慢慢地加入尿素。54.54. 你如何判斷脲醛樹(shù)脂合成反應(yīng)的終點(diǎn)？答：判斷脲醛樹(shù)脂反應(yīng)的終點(diǎn)，可采用下列三種方法之一：(1)(1)用玻璃棒沾取樹(shù)脂，讓其自然流下，最后兩滴遲遲不掉，液滴滴下時(shí)，絲狀物縮回棒上；(2)(2)用吸管吸取少量樹(shù)脂，滴入盛有清水的小燒杯中， 樹(shù)脂逐漸擴(kuò)散為云霧狀，并徐徐降至底部不生成沉淀，水也不渾；(3)(3) 取少量樹(shù)脂滴在拇指或食指上， 兩指不斷張合， 在一分鐘內(nèi)覺(jué)得有一定粘度。55.55.

9、當(dāng)脲醛樹(shù)脂的合成至終點(diǎn)時(shí)，為什么要用 NaOH溶液調(diào)至反應(yīng)混合液的PH為 7 ？答：因?yàn)殡迦?shù)脂的合成至終點(diǎn)時(shí)，溶液的酸度較大。而在酸性條件下，脲醛樹(shù)脂會(huì)進(jìn)一步縮聚，最終形成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)的固化物， 即凍膠，而降低其粘合能力。56.56. 使用脲醛樹(shù)脂膠接時(shí)， 為什么要加固化劑？常用的固化劑有哪些？加入固化劑的量為什么要適當(dāng)？答：使用脲醛樹(shù)脂膠接時(shí)， 加入固化劑可吸收樹(shù)脂中少量的水， 使已經(jīng)涂樹(shù)脂的兩部分材料牢固地與樹(shù)脂粘在一起。常用的固化劑有：氯化銨、硝酸銨、硫酸銨等。其中以氯化銨和硫酸銨效果為好。加入的固化劑要適量，在室溫下，一般樹(shù)脂與固化劑的重量比為 100：0.5-1.2 為宜。用量過(guò)多，膠質(zhì)較脆；過(guò)少，則固化時(shí)間太長(zhǎng)。57.57. 樹(shù)脂的固化速度與哪些因素有關(guān)？答：固化速度取決固化劑的性質(zhì)、用量和固化溫度。58.58. 在脲醛樹(shù)脂的合成過(guò)程中， 縮合階段有時(shí)會(huì)發(fā)生粘度驟增，以致出現(xiàn)凍膠現(xiàn)象，這是何故？如何補(bǔ)救？如何預(yù)防？答：出現(xiàn)凍膠的原因：(1)(1)酸度太大 (PH 小于 4) ；(2)(2)升溫過(guò)快，或溫度過(guò)高 ( 高于 1000C)。補(bǔ)救辦法：(1)(1)降低反應(yīng)體系的溫度；(2)(2)加入適量甲醛溶液稀釋樹(shù)脂，從內(nèi)部降溫；(3)(3)加入適量的 NaOH溶液，調(diào)至 PH = 7 。酌情確定是出料