摘要：本文采用碱-酸-碱的工艺，尿素分两次加入的合成方法，研究了低游离醛含量、高固体含量的脲醛树脂的合成。考察了原料甲醛的pH值、反应时间等反应条件对脲醛树脂的性能的影响。研究结果表明：合成脲醛树脂的最佳摩尔比是1：2.50，反应时间为2 h，最佳pH为7.6，改良剂为三聚氰胺。
关键词：脲醛树脂,合成,游离甲醛
0引言
近年来，随着人们生活质量不断提高，对环境保护的要求也越来越严格[1-3]。降低产品脲醛树脂的甲醛含量以及提高产品脲醛树脂的综合性能将是今后脲醛树脂合成工艺研究最前景的研究方向[4]。脲醛树脂是由甲醛和尿素在酸碱或高温下催化缩合而成，由其制备的胶黏剂具有黏接强度高、固化迅速、操作简便和成本低廉的优点，是我国人造板生产主要胶种。但脲醛树脂胶接制品因长期释放甲醛，是家居环境污染的主要来源。本文脲醛树脂的合成及性质进行了研究[5]。
1实验部分
1.1实验仪器及药品
实验仪器：DF-1型集热式恒温磁力搅拌器、PHS-25型酸度计、AW200型电子天平等。
实验药品：尿素、甲醛溶液、三聚氰胺改良剂等。
1.2实验步骤
在250 mL的三颈烧瓶中加入甲醛溶液，置于恒温磁力搅拌器中，用氨水调制pH为7.5～8，开动搅拌器，分次滴加9.5 g尿素，控制尿素加入的速度，使温度保持在20～25℃。待尿素全部溶解后，缓缓升温至95℃且保温1 h。拆除回流装置，加，再保温1 h。反应结束降温，降至50℃以下时，用10％苛性钠溶液调制pH为7～8出料，产品密封保存。
2结果与讨论
2.1尿素与甲醛的摩尔比对脲醛树脂性能的影响
保持其他条件不变，尿素与甲醛的摩尔比分别为1∶2.40、1∶2.50、1∶2.60、1∶2.70、1∶2.80、1∶2.90时，生成物脲醛树脂的固体含量和游离醛含量的实验结果如表1所示。由表1得出，当摩尔比为1∶2.60时，随原料甲醛的增多，固体含量先增加后减少，游离醛含量逐渐增加，考虑到甲醛对人体及环境影响严重，所以应减少游离醛含量。所以最适的摩尔比为1∶2.50。
2.2原料甲醛的pH对脲醛树脂性能的影响
保持其他条件相同，改变原料甲醛的pH值，原料甲醛的pH值分别为7.40、7.50、7.60、7.70、7.80、7.90时，生成物脲醛树脂的固体含量和游离醛含量的实验结果如表2所示。
从表2中可以看出当pH值达到7.60时，产品脲醛树脂的固体含量达到最高，产品脲醛树脂中游离醛含量最小，所以，合成脲醛树脂的原料甲醛的最佳pH值为7.60。
2.3反应时间对脲醛树脂性能的影响
保持其他条件相同，使原料甲醛的pH值保持在7.60、尿素与甲醛的摩尔比为1∶2.50的条件下，反应时间分别为1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h时，生成物脲醛树脂的固体含量和游离醛含量的实验结果如表3所示。
从表3中可以看出，当反应时间超过2.5 h时，由于反应时间过长，生成的脲醛树脂发生固化现象，形成胶冻。反应时间越长，发生固化现象就越快、越明显。所以，合成脲醛树脂的最佳反应时间为2 h。
2.4改性剂的种类对脲醛树脂性能的影响
保持其他条件相同，改性剂三聚氰胺的加入量分别为0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 g时，改性剂聚乙烯醇的加入量分别为0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35 g时，结果如图1所示。
从图1可以看出，加入的两种改性剂后，脲醛树脂的游离醛含量都减少。改性剂三聚氰胺的最佳加入量为原料尿素质量的2%，此时产品的固体含量高达46.56%，游离醛含量为4.96%。
3结论
以甲醛和尿素为原料，采用碱-酸-碱合成工艺，当原料尿素与甲醛的摩尔比为1：2.50，原料甲醛的pH为7.7，反应时间为2 h，改良剂为三聚氰胺时，合成脲醛树脂的固体含量最高为46.56％，游离甲醛含量最低为4.96％。
参考文献
[1]钟丽桢，李莉，何淋波，等.TF-R1-脲醛树脂原位聚合法制备可逆热致变色微胶囊[J].化学与生物工程，2023，40（9）：60-64.
[2]龙慈明，覃掌吉，黎耀健，等.脲醛树脂/异氰酸酯胶粘剂组合施胶对纤维板性能的影响[J].中国胶粘剂，2021，30（2）：8-13.
[3]王玲，杨培，周晓燕.脲醛树脂胶黏剂改性研究进展：分子结构优化与改造[J].高分子材料科学与工程，2023，39（11）：172-181.
[4]赵亚红，于晓芳.H-MMT对低物质的量比脲醛树脂胶粘剂性能的影响[J].中国胶粘剂，2024，33（1）：27-56.
[5]任藩韬，唐运表等.碳酸钙对三聚氰胺脲醛树脂胶黏剂性能的影响[J].当代化工，2024，53（3）：602-605
文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/80805.html
