脲醛樹脂膠黏劑的制備(實(shí)驗(yàn)報(bào)告)

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1、南京工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)周實(shí)驗(yàn)名稱脲醛樹脂膠黏劑的制備實(shí)驗(yàn)學(xué)生班級實(shí)驗(yàn)學(xué)生姓名實(shí)驗(yàn)學(xué)生學(xué)號同組學(xué)生姓名實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)時間2012.02.27—2012.03.2實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)實(shí)驗(yàn)樓D407一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康母叻肿涌茖W(xué)既是一門理論科學(xué)，又是一門應(yīng)用科學(xué)。在理論的指導(dǎo)下具有很強(qiáng)的應(yīng)用性，涉及到塑料、橡膠、纖維、涂料和膠黏劑等材料應(yīng)用的基礎(chǔ)知識。綜合實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)高分子材料專業(yè)學(xué)生動手和實(shí)踐能力的一門課程，是專業(yè)基礎(chǔ)課的理論與實(shí)際相結(jié)合的課程。通過實(shí)驗(yàn)，是學(xué)生了解和掌握高分子合成的方法、高分子結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的基本原理，從而在感性上進(jìn)一步

2、加深理解高分子科學(xué)的原理，掌握實(shí)驗(yàn)知識和技能，培養(yǎng)工藝資料的使用能力，為以后的學(xué)習(xí)和從事高分子學(xué)科內(nèi)的工作打下基礎(chǔ)。要求學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)初步掌握高分子合成工藝設(shè)計(jì)方法。二、文獻(xiàn)綜述摘要：本文綜述了脲醛樹脂膠黏劑的合成機(jī)理及近年來脲醛樹脂的研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞：脲醛樹脂；膠黏劑；甲醛1.引言：脲醛樹脂是一種開發(fā)應(yīng)用較早的木用熱固性高分子膠黏劑，由于其生產(chǎn)成本低、色澤淺、粘接強(qiáng)度高、固化速度快、使用方便，以及較好的耐熱性、耐腐蝕性和絕緣性等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于木材加工工業(yè)中，脲醛樹脂（UF）膠粘劑可廣泛用于各種人造板的制造，其用量占木材加工業(yè)膠粘劑

3、總耗量的60%左右，是膠粘劑中用量最大的品種。[1]與其他膠黏劑相比，脲醛樹脂也存在游離甲醛含量偏高，機(jī)械強(qiáng)度低等缺點(diǎn)。探索脲醛樹脂膠黏劑新的合成和改性工藝，以擴(kuò)大其使用范圍，一直是研究的熱點(diǎn)。[2]2發(fā)展現(xiàn)狀：2.1脲醛樹脂膠黏劑的優(yōu)缺點(diǎn)脲醛（ureaformaldehyde，UF）樹脂占人造板工業(yè)中所用合成樹脂膠總量的65%~75%，其原料豐富、價格低廉，對木質(zhì)纖維素有優(yōu)良的粘附力，具有優(yōu)良的內(nèi)聚強(qiáng)度，有一定的耐水膠合強(qiáng)度，處理和應(yīng)用容易。但是，脲醛樹脂存在耐水性差、儲存期短、易水解、不穩(wěn)定，尤其是其制造的人造板甲醛釋放量大等缺

4、點(diǎn)。2.2脲醛樹脂的合成工藝由于尿素和甲醛都是富于反應(yīng)性的物質(zhì)，尿素與甲醛的反應(yīng)十分復(fù)雜，脲醛樹脂合成工藝以及合成過程中的許多因素如原料組分的摩爾比、反應(yīng)進(jìn)行中的pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等都會直接影響產(chǎn)品的性能和質(zhì)量[11]。目前合成脲醛樹脂的工藝主要有弱堿-弱酸-弱堿和強(qiáng)酸-弱酸-弱堿中低溫兩種工藝。我國工業(yè)生產(chǎn)中大多數(shù)采用的是傳統(tǒng)的弱堿-弱酸-弱堿工藝，生產(chǎn)的脲醛樹脂穩(wěn)定性較好，膠接強(qiáng)度好，但游離甲醛含量難以控制，且能耗高[12]。崔昆明等[15]指出如果采用強(qiáng)酸低溫的強(qiáng)酸-弱酸-弱堿工藝合成的脲醛樹脂的主要特征是游離甲醛含量

5、低，能耗低，但同時羥甲基含量降低，樹脂的黏合性能下降，目前在工業(yè)上還沒有得到廣泛應(yīng)用。除了上述兩種工藝外，還有一直在弱酸條件下進(jìn)行加成和縮合反應(yīng)的。Zhang等[17]在研究反應(yīng)液pH值對脲醛樹脂性質(zhì)和性能的影響時，采用pH值分別為1.0、4.8、8.0等三種合成工藝，發(fā)現(xiàn)在不同工藝條件下，樹脂的亞甲基橋鍵、亞甲基醚橋鍵Uron環(huán)等基團(tuán)含量存在較大差異，并對相對分子質(zhì)量的分布產(chǎn)生影響。結(jié)果顯示弱酸合成工藝是平衡脲醛樹脂甲醛釋放和膠合強(qiáng)度的最佳選擇。2.3游離甲醛的危害性甲醛是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物，人長期接觸或者生活在有甲醛存在的環(huán)境

6、中可引起咽炎、鼻竇炎、嗓子發(fā)干、惡心等癥狀[14]。而脲醛樹脂膠中含有游離甲醛對人體有致癌性，使人易患白血病、哮喘病、咽炎等[9]。在室內(nèi)環(huán)境主要污染物中甲醛排在首位，2005年甲醛已經(jīng)被世界衛(wèi)生組織確認(rèn)為人體可致癌物。裝修用人造板中游離甲醛從人造板中揮發(fā)出來的速度較慢，使室內(nèi)空氣甲醛含量長期超標(biāo)。為此我國于2002年1月發(fā)布的強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)GB18580-2001《室內(nèi)裝飾裝修材料人造板及其制品中甲醛釋放量》，強(qiáng)制人造板生產(chǎn)企業(yè)必須使用低甲醛釋放量的脲醛樹脂膠黏劑[10]。自2002年7月1日起執(zhí)行，這就要實(shí)現(xiàn)脲醛現(xiàn)在脲醛樹脂中游離甲醛

7、含量一般依據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)判定，利用鉆空法測量板材中的游離甲醛含量，椐此判定脲醛中游離甲醛含量，分為E1級（＜10mg/100g）、E2級(＜30mg/100g)、E3級(＜60mg/100g)，其中E1級和E2級屬于環(huán)保型，而目前我國產(chǎn)品多為E2、E3級質(zhì)量急待提高。2.4降低游離甲醛含量的方法2.4.1降低F/U物質(zhì)的量比降低人造板甲醛釋放量的最有效手段就是降低甲醛與尿素的摩爾比（formaldhyde／urea），簡稱F／U），研究表明，隨著F／U從1.60到1.05，板材的甲醛釋放量可從90mg（以100g計(jì)）降到10mg以下。P

8、izzi[19]認(rèn)為，甲醛與尿素的摩爾比降至1.05∶1時，由于樹脂中游離尿素含量過高，人造板的力學(xué)性能急劇下降，另外，其耐老化和耐水性能均有降低。但Mansouri[18]等報(bào)道了根據(jù)尿素與甲醛加成－縮聚反應(yīng)機(jī)理，研究了在低甲醛脲醛