揚帆三聚氰胺樹脂

三聚氰胺甲醛樹脂實驗室制備蘇揚帆Content三聚氰胺甲醛樹脂概述影響三聚氰胺樹脂質(zhì)量的因素三聚氰胺樹脂的實驗室合成參考文獻1.1三聚氰胺甲醛樹脂的概述

三聚氰胺甲醛樹脂（melamine-formaldehyderesin），三聚氰胺與甲醛反應(yīng)所得到的聚合物。又稱蜜胺甲醛樹脂、蜜胺樹脂。英文縮寫MF。加工成型時發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),習(xí)慣上常把它與脲醛樹脂統(tǒng)稱為氨基樹脂。重要的有機化工原料。1.2三聚氰胺甲醛樹脂的物理性質(zhì)

三聚氰胺樹脂是無色透明的粘稠性液體，可溶于水和乙醇，屬熱固性樹脂。固化后的三聚氰胺樹脂膠膜耐水、耐熱，耐化學(xué)藥劑以及耐腐蝕等性能極為優(yōu)良，在沸水中穩(wěn)定，甚至可以在150℃使用，具有自熄性、抗電弧性、良好的力學(xué)性能。2.1三聚氰胺樹脂的合成原理

三聚氰胺分子上有三個氨基，共有6個活性氫原子，在酸或堿作用下，每個三聚氰胺分子可和1到6個甲醛分子發(fā)生加成反應(yīng)，生成相應(yīng)的羥甲基三聚氰胺，三維狀聚合物——三聚氰胺甲醛樹脂。

實際上三聚氰胺/甲醛樹脂是由三聚氰胺和甲醛縮合而成?？s合反應(yīng)是在堿性介質(zhì)中進行，先生成可溶性預(yù)縮合物：這些縮合物是以三聚氰胺的三羥甲基化合物為主，在PH值為8-9時，特別穩(wěn)定。進一步縮合（如：N-羥甲基和NH-基團的失水）成為微溶并最后變成不溶的交聯(lián)產(chǎn)物。2.2三聚氰胺甲醛樹脂的合成實驗儀器與試劑(1)儀器

250mL三頸瓶1個，攪拌器1套，溫度計2支，回流冷凝管1支，濾紙若干張，恒溫浴1套，滴管數(shù)支，量筒5mL1支，培養(yǎng)皿1個。(2)試劑

三聚氰胺31.5g，結(jié)構(gòu)圖如圖：

36%的甲醛水溶液50mL，烏洛托品(六亞甲基四胺）0.12g，三乙醇胺0.15g（2-3滴)，氫氧化鈉溶液。實驗室制備三聚氰胺樹脂的方程式為：2.3實驗室制備三聚氰胺樹脂流程圖烏克托品的作用作樹脂和塑料的固化劑三乙醇胺的作用：三乙醇胺是陽離子改性劑，用三乙醇胺改性的三聚氰胺樹脂具有正電性，能較快的被纖維吸附，可在較高pH值下固化，避免了普通三聚氰胺/甲醛樹脂對紙張白度和耐久性的不良影響。測沉淀比是

2.4實驗室制備樹脂步驟及現(xiàn)象實驗步驟實驗現(xiàn)象1.預(yù)聚體的合成在一帶電動攪拌器、回流冷凝管和溫度計的三頸瓶中在PH值為8-9條件下分別加入50mL甲醛溶液和0.12g烏洛托品，攪拌，使之充分溶解，再在攪拌下加入31.5g三聚氰胺，繼續(xù)攪拌5min后，加熱升溫至80℃開始反應(yīng)；在反應(yīng)過程中可明顯地觀察到反應(yīng)體系由濁轉(zhuǎn)清。2.在反應(yīng)體系轉(zhuǎn)清后約30-40min開始測沉淀比。當沉淀比達到2：2時，立即加入0.15g(2-3滴)三乙醇胺，攪拌均勻后撤去熱浴，停止反應(yīng)；從反應(yīng)液中吸取2mL樣品，冷卻至室溫，在攪拌下滴加蒸餾水，當加入2mL水后樣品變渾濁，并且經(jīng)搖蕩后不轉(zhuǎn)清。說明沉淀比達到2：23.紙張的浸漬將預(yù)聚物倒入一干燥的培養(yǎng)皿中，將15張濾紙分張投入預(yù)聚物中浸漬1-2min；然后用鑷子取出，并用玻棒小心地將濾紙表面過剩的預(yù)聚物掛掉，用架子固定在繩子上晾干。

浸漬均勻透徹3三聚氰胺樹脂的性質(zhì)影響因素

※摩爾比的影晌

三聚氰胺與甲醛的摩爾比影響反應(yīng)速度和樹脂性能。摩爾比低，生成的羥甲基少，未反應(yīng)的活潑氫原子就多，羥甲基和未反應(yīng)的活潑氫原子之間，縮合失去一分子水，生成亞甲基鍵(一步反應(yīng))。

摩爾比高，生成的羥甲基多，羥甲基與羥甲基之間的反應(yīng)是先縮合失去1分子水生成醚鍵，再進一步脫去1分子甲醛生成亞甲基鍵(兩步反應(yīng))。所以摩爾比愈高，樹脂穩(wěn)定性愈好，但游離醛含量也隨之增高。

在過量的甲醛存在下，可生成多于三個羥甲基的羥甲基三聚氰胺，此時反應(yīng)是可逆的。一般1mol三聚氰胺和3~4mol甲醛結(jié)合，得到處理紙張和織物的三聚氰胺樹脂；和4~5mol甲醛結(jié)合，經(jīng)醚化后得到用于涂料的三聚氰胺樹脂

3三聚氰胺樹脂的性質(zhì)影響

※pH值的影響三聚氰胺與甲醛反應(yīng)時，介質(zhì)pH值對樹脂性能有很大影響，如反應(yīng)開始就在酸性條件下反應(yīng)，會立即生成不溶性的亞甲基三聚氰胺沉淀。生成的亞甲基三聚氰胺已失去反應(yīng)能力，因此，不能用它繼續(xù)制膠。

所以，開始反應(yīng)時要將甲醛的pH值調(diào)至8.5-9.0，以保證反應(yīng)過程中的pH值在7.0-7.5之間(因甲醛有康尼查羅反應(yīng)pH值會下降)，有利于形成粘稠性的三聚氰胺樹脂。

即在微堿性條件下生成穩(wěn)定的羥甲基三聚氰胺，進一步縮聚成初期樹脂。因為三聚氰胺比較活潑，所以作為浸漬用樹脂不宜在酸性介質(zhì)下進行黏較低度。（原因）沒有α-氫原子的醛在強堿（濃）的作用下發(fā)生分子間氧化還原反應(yīng)生成羧酸和醇，叫康尼查羅反應(yīng)，又稱歧化反應(yīng)，如甲醛是氫氧化鈉反應(yīng)3三聚氰胺樹脂的性質(zhì)影響※反應(yīng)溫度的影響

反應(yīng)溫度影響三聚氰胺在甲醛中的溶解性，因而影響二者之間的反應(yīng)速度。反應(yīng)溫度在40~50℃以下時，三聚氰胺是很難溶解于甲醛的，相互間的反應(yīng)進行得非常緩慢。然而當溫度超過60℃時，三聚氰胺被甲醛溶解，則反應(yīng)速度迅速加快。

另外反應(yīng)液中三聚氰胺與甲醛結(jié)合的數(shù)目，也與反應(yīng)溫度有密切的關(guān)系。反應(yīng)溫度愈高，則三聚氰胺分子中結(jié)合甲醛的分子數(shù)目也愈多。在三聚氰胺樹脂制備中，反應(yīng)溫度保持在75~85℃為宜。

三聚氰胺樹脂一般在高溫下不用固化劑即可以很好固化。3三聚氰胺樹脂的性質(zhì)影響※原材料質(zhì)量的影響

主要是甲醛中鐵含量不能超過標準，鐵含量高在樹脂合成時，影響pH值的準確測定，在反應(yīng)過程中用氫氧化鈉調(diào)節(jié)甲醛的pH值時，F(xiàn)e3+和OHˉ結(jié)合生成Fe(OH)3沉淀，在浸漬紙時，F(xiàn)e(OH)3析出附著在紙表面，熱壓后造成板外觀不合格而成廢品。所以用來生產(chǎn)浸漬樹脂的甲醛，一定要化驗鐵含量，不合格不能使用。

甲醛為什么要有鐵雜志？因為工業(yè)制取甲醛主要是銀催化劑發(fā)（甲醇過量法）和鐵鉬法（主要是Fe2O3）（空氣過量法）3三聚氰胺樹脂的性質(zhì)影響※反應(yīng)終點控制的影響

三聚氰胺樹脂由于化學(xué)活性較大（多官能團如羥基，雙鍵），所以終點控制對樹脂質(zhì)量和穩(wěn)定性有很大影響，終點控制過頭，樹脂粘度大，穩(wěn)定性差，終點不到影響膠接質(zhì)量。所以要嚴格控制反應(yīng)終點。4參考文獻[1]吳兆強，曾繁森，劉春英．高分子材料科學(xué)與工程，1998，(7)：103—1O6[2].胡惠仁，徐立新，董榮業(yè)等．造紙化學(xué)品．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002[3]李治．魏建軍等．工業(yè)水處理．20o2，(3)：29-31[4]楊東杰，黃玉芬，邱學(xué)青等．精細化工，2002，(8)：118—121[5]夏志遠．木材工業(yè)實用大全·膠粘劑卷[M]．北京：中國林業(yè)出版社