脲醛樹脂合成的基本原理.doc

《脲醛樹脂合成的基本原理.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、脲醛樹脂合成的基本原理脲醛樹脂合成過程中的變化非常復(fù)雜，對于反應(yīng)機(jī)理至今人們不十分清楚?，F(xiàn)有兩種理論即傳統(tǒng)理論和糖醛理論按照兩種理論可合成不同結(jié)構(gòu)和性能的脲醛樹脂一、應(yīng)用傳統(tǒng)理論合成體型結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂傳統(tǒng)理論認(rèn)為，脲醛樹脂的合成主要分為兩個(gè)階段，第一個(gè)階段羥甲基脲生成，為加成反應(yīng)階段；第二階段樹脂化，為縮聚反應(yīng)階段。1、加成反應(yīng)階段尿素與甲醛在中性或弱堿性介質(zhì)（PH7~8）中進(jìn)行羥基化反應(yīng)。當(dāng)甲醛與尿素的摩爾比（F/U）≤1時(shí)生成穩(wěn)定的一羥基甲基脲；????H2N-CO-NH2+CH2O→H2N-CO-NHC

2、H2OH然后再與甲醛反應(yīng)生成二羥甲基脲H2N-CO-NHCH2OH+CH2O?→HOH2CHN-CO-NHCH2OH還可以生成少量的三羥甲基脲、四羥甲基脲，但是到目前為止還未分離出四羥甲基脲。一羥甲基脲、二羥甲基脲和三羥甲基脲的反應(yīng)速度比為9：3：1。2、縮聚反應(yīng)階段羥甲基脲中含有活潑的羥甲基（-CH2OH），可進(jìn)一步縮合生成聚合物。由于在堿性條件下縮聚反應(yīng)很慢，只有在微酸介質(zhì)（PH4~6）中，生成的一羥甲基脲和二羥基脲在高溫下羥甲基脲懷未反應(yīng)的尿素、羥甲基與羥甲基之間進(jìn)行亞甲基化反應(yīng)，形成各種縮聚物的中間體

3、。反應(yīng)基本上有5種形式，典型的反應(yīng)有：一羥甲基脲與相鄰分子胺基上的氫縮合脫水形成亞甲基鍵。H2N-CO-NHCH2OH+H2N-CO-NHCH2OH→H2N-CO-NHCH2NH-CO-NHCH2OH+H2O相鄰兩分子的羥基甲基發(fā)生縮合形成二亞甲基醚鍵并放出水。HOCH2NH-CO-NHCH2OH+HOCH2NH-CO-NHCH2OH→HOCH2NH-CO-NHCH2NH-CO-NHCH2OH+H2O相鄰兩分子的羥甲基發(fā)生脫水和脫甲醛反應(yīng)形成甲基健：HOCH2NH-CO-NHCH2OH+HOCH2NH-CO-

4、NHCH2OH→HOCH2NH-CO-NHCH2NH-CO-NHCH2OH+H2O中間體形成后，進(jìn)一步縮聚形成以亞甲基和二亞甲基為主體或少量以醚鍵連接的線型或支鏈型的低聚物，是各種相對分子質(zhì)量的混合物，平均分子質(zhì)量700左右，可溶于水，由于脲醛樹脂的低聚物含有羥甲基、胺基和亞胺基等活性基團(tuán)，因此，隨著時(shí)間的延續(xù)還會(huì)繼續(xù)反應(yīng)形成更大的分子。加熱或加入固化劑能加速反應(yīng)的進(jìn)行，最后形成體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。二、應(yīng)用糖醛理論合成Uron環(huán)結(jié)構(gòu)的脲醛樹脂由于糖醛理論的發(fā)展，采用了與傳統(tǒng)合成脲醛樹脂完全不同的方法，首先在強(qiáng)酸介質(zhì)

5、（PH<3.0）中，使尿素與甲醛反應(yīng)生成一定的數(shù)量的Uron環(huán)結(jié)構(gòu)小分子，然后進(jìn)一步聚合成含有Uron環(huán)鏈段的高分子。因?yàn)閁ron環(huán)的耐水解能力好于亞甲基二脲，所以合成的脲醛樹脂的交聯(lián)密度，故脲醛樹脂的初粘劑性較好。然而，隨著脲醛樹脂分中Uron環(huán)數(shù)量的增加，固化速度減慢，因此，在脲醛樹脂合成時(shí)，Uron環(huán)含量控制在10%左右為宜，Uron環(huán)的含量隨著反應(yīng)時(shí)間的延長和溫度的提高而增加，與此同時(shí)，羥甲基含量閆少，甲醛釋放量低，粘接性能差。