脲醛樹脂的合成實驗步驟

㈠ 尿素與甲醛1:2合成尿醛樹脂的原理講解

尿素和甲醛在常溫下不反應。

加熱時，在催化劑作用下，發生縮聚反應，可以得到脲醛樹脂（尿素甲醛樹脂）。

尿素甲醛樹脂（UF）是一種透明的熱固性塑膠。在弱基（氨或吡啶）內加入甲醛和尿素，加熱，經縮合反應，便會合成尿素甲醛樹脂。
它在1920年代出現在市場。它曾常用於製造電器外殼、電話聽筒、收音機，但現時它多被密胺取代。

1970年代，在歐美氣候寒冷的地區，流行在房屋外牆的空間注入尿素甲醛。尿素甲醛會成泡

沫狀，有保暖功效。這稱隔熱措施稱為UFFI。如果施工過程不當，會有過多的甲醛排出。甲醛氣味濃烈，如果通風不良便很易察覺。由於甲醛對人體有害，1980年代加拿大和美國等地曾立法禁用UFFI。但後來發現甲醛排放會隨時間減少，加上正確施工、通風良好的樓房甲醛不足以造成明顯健康損害量，所以禁令取消了。甲醛的安全水平是0.1 ppm或以下。

㈡ 脲醛樹脂的配製方法

這是轉發別人的：

(2)
可室溫或加溫
100
℃以上很快固化
;

(3)
與
PF
相比
,
固化後膠層無顏色
,
不污染製品
;

(4)
膠接強度比動
,
植物膠高
;

(5)
毒性較小
,
但固化時會放出刺激性的甲醛
;

(6)
製造容易
,
價格便宜
;

(7)
耐光性好
,
較耐老化
;

(8)
工藝性好
,
使用方便
;

(9)
脆性大
,
固化過程易產生內應力引起龜裂
;

(10)
耐水性和膠接強度低於酚醛樹脂膠
.

脲醛樹脂膠粘劑的特性

3.1.2
合成脲醛樹脂的原料

尿素
:

分子式
:CO(NH2)2;
分子量
:60.06;
熔點
:135
℃

為無色針狀結晶或白色結晶
,
極易溶於水
,
水溶液呈弱鹼性
;
易吸濕結塊
.
在水
,
稀酸或稀鹼中不很穩定
.

甲醛
:

分子式
:CH2O
分子量
:30.03;
沸點
:-19.5
℃

是一種重要的有機原料
,
為無色
,
強烈特殊刺激性氣味的氣體
,
有毒
.
易溶於水
,
工業用甲醛水溶液
(
福爾馬
林
)
為無色透明液體
,
混入鐵等物質為淡黃色
,
其甲醛含量一般為
36-37%.

此外
,
還有氫氧化鈉
,
甲酸
,
氯化銨
,
六次甲基四胺等
.

3.1.3
脲醛樹脂形成原理

(
一
)
加成反應

加成反應過程
:
尿素與甲醛水溶液在廣泛的酸性或鹼性條件反應的第一階段是加成反應
,
首先生成一羥
甲脲
.

一羥甲脲的生成
:

NH2CONH2 + CH2O NH2CONHCH2OH (3-1)

二羥甲脲的生成
:

NH2CONHCH2OH + CH2O HOCH2NHCONHCH2OH(3-2)

上述反應若尿素與甲醛為等摩爾比且在中性條件下進行
,
最終達到尿素
,
甲醛
,
一羥甲脲和二羥甲脲四
個組分的平衡
.

但若尿素與甲醛的摩爾比大於
1:1
時
,
上述平衡組成就會發生變化
,
尤其是摩爾比大於
1:2
時
,
二羥甲脲
進一步與甲醛加成生成三羥甲脲
:

HOCH2NHCONHCH2OH + CH2O

HOCH2NHCON(CH2OH)2 (3-3)

反應
(3-1)
和
(3-2)
可同時被酸
(H+)
和鹼
(OH-)
所催化
,
但鹼的催化效應較大
.
正反應和逆反應都能被催化
到大致相同的程度
,
所以
PH
值的變化
,
平衡常數改變不大
,
但在實際的脲醛樹脂的合成中
,
由於反應中間
都在酸性條件下進行的
,
羥甲脲參加縮聚反應或生成不溶於水的次甲脲沉澱
,
這樣平衡常常不能達到
.

加成反應機理
:
在酸性和鹼性條件下
,
其加成反應可通過不同的反應機理進行
,
其反應歷程和產物也有
所不同
.

鹼性條件下
,
加成反應生成較為穩定的初期產物羥甲脲
.

NH2CONH2 + OH-
→NH2CONH
- + H2O

NH2CONH- + H2C+=O-
→NH2CONHCH2O
-

NH2CONHCH2O-
+ H2O→NH2CONHCH2OH + OH
-

從反應動力學的角度來看
,
生成一羥甲脲
,
二羥甲脲和三羥甲脲的速度比為
9:3:1,
即其反應能力隨引入
羥甲基而依次降低
.
因此
,
生成一羥甲脲和二羥甲脲是決定脲醛樹脂理化性能有意義的產物
.

酸性條件下
,
是甲醛受氫離子的作用
,
首先生成帶正電荷的次甲醇
:
_

CH2O + H2O HO
—
CH2
—
OH

HO
—
CH2
—
OH + H+ +CH2OH +H2O

帶正電荷的次甲醇與尿素反應
,
生成不穩定的羥甲脲
,
它進而縮聚脫水
,
生成次甲基鍵連接的低分子縮
聚物或次甲脲
:

NH2CONH2 + C+H2OH→NH2CON+H2CH2OH

NH2CON+H2CH2OH→NH2CONHCH2OH + H+→

NH2CONHC+H2 + H2O

NH2CONHC+H2 + NH2CONH2→NH2CONHCH2N+H2CONH2

→NH2CONHCH2NHC
ONH2 + H+
或者

NH2CONH2 + 2CH2O CH2NCONCH2 + 2H2O

PH1%
時就顯示出影響了
;
含量越高
,
樹脂在貯存期間的羥甲基含量下降越明顯
,
貯存穩定性越差
.
不應超
過
0.8%.

游離氨
:
能提高縮聚反應初期階段及補加尿素再縮聚階段的介質
PH
值
;
但當含量高於
0.015%
時
,
樹脂的
固化時間延長和貯存穩定性降低
.
不應超過
0.015%.

(
四
)
反應溫度和反應時間

在反應體系中
,
反應溫度和反應時間既有單獨作用又有聯合其它因素共同作用
.

反應溫度
:
對反應速度
,
游離甲醛含量膠樹脂貯存穩定性等的影響較為明顯
;
過高
(
酸性介質
),
出現凝膠
,
易形成次甲脲沉澱
;
過低
,
反應時間過長
,
樹脂聚合度低
,
粘度低等
.
應視各反應階段的具體條件而定
,
酸性
加成階段
,
應為
40-60
℃
,
鹼性加成階段
,
應為
80-95
℃適宜
.

反應時間
:
關繫到樹脂的聚合度
,
游離甲醛含量
,
粘度及樹脂的力學性能等
;
過短
,
反應不完全
,
固體含量低
,
粘度小
,
游離甲醛含量高
,
樹脂機械強度低
;
過長
,
聚合度過高
,
粘度過高
,
樹脂水混和性下降
,
貯存期短
.
應
考慮反應時間與其它條件的共同作用
.

3.1.5
脲醛樹脂的合成

(
一
)
原料計算

所需尿素量為已知
,
按下式計算其它原料量
:

式中
:
——
所計算的原料量
(Kg)

——
所計算原料的分子量

——
所計算原料的摩爾數

——
尿素純度
(%)

——
尿素量
(Kg)

——
所計算原料的濃度
(%)

60.06
——
尿素分子量

(
二
)
膠接用脲醛樹脂合成

合成實例
:

甲酸
:
水
1: 2

甲醛水溶液

1000

尿素
(1)
377.6

尿素
(2)
66.6

尿素
(3)
59.2

六次甲基四胺

3.9

聚乙烯醇

11

氫氧化鈉

適量

甲

酸

適量

(2)
合成工藝

甲醛水加入反應釜後加六次甲基四胺
.
用氫氧化鈉調
PH=7.8-8.2,
加熱升溫並加入尿素
(1)
和聚乙烯醇
(
提高
UF
的耐老化性能
,
增加初粘性
),
在
30-50min
內升到
88-92
℃
,
並保溫
30min.
用甲酸調
PH=5.2-5.4,
在溫度
88-92
℃下保溫
30min.
用甲酸調
PH=4.7-4.9,
反應
20min
後不斷測定粘度
,
當粘度達到
19-21s(
塗
-4
杯
,30
℃
).
加尿素
(2)
並用氫氧化鈉調
PH=4.9-5.1,
在溫度為
85-87
℃下反應到粘度為
25.5-28.5s.
用氫氧
化鈉調
PH=7.5-8.0,
並冷卻到溫度為
80
℃
,
加尿素
(3),
在
65
℃下保持
30min.
冷卻並調
PH=7.0-7.6,
在
35
℃
下放料
.

(3)
樹脂質量指標

包括外觀
,
密度
,
固體含量
,
粘度
,PH
值
,
游離甲醛
,
固化時間
,
粘度變化率
,
貯存期
,
水混合性等
.
這些指標的
測定按照標准
(GB/T 14074.1-93
——
14074.18-93)
進行測定
.

(4)
應用
:
膠合板生產等
.

(
三
)
浸漬用脲醛樹脂合成

合成實例
:

(1)
合成工藝
:
用氫氧化鈉調甲醛水溶液
(155
份
)PH
值為
8.5-9.0,
加尿素
(
占總尿素
100
份的
57.5%).
加熱
到
55-60
℃
,
停止加熱
,
反應液自升到
78-82
℃
,
在此溫度保持
10-15min.
用醋酸
(
醋酸
:
水
=1:1)
調
PH
值為
4.5-4.6,
在
90-95
℃保溫
20-30min.
用氫氧化鈉調
PH
值為
8.7-9.2,
同時降溫到
70-75
℃
,
加餘下的全部尿
素
.
在
60-65
℃下保溫
35-40min.
冷卻到
20-25
℃
,
樹脂液用
120-200
目
/cm2
篩網過濾
.

(2)
樹脂質量指標
:
固體含量
,
粘度
,
比重
,PH
值
,
游離甲醛
,
固化時間
,
滲透能力等
.

(3)
應用
:
該樹脂滲透能力強
,
用於浸漬紙
,
製造膠膜紙
;
也可作脲醛樹脂與聚酯樹脂的混合浸漬液的主要
成份
.

3.1.6
脲醛樹脂的調制

脲醛樹脂在加熱加壓條件下
,
雖然自身也能固化
,
但時間很長
,
固化後的產物
,
由於交聯度低
,
固化不完全
,
膠接質量差
.
因此
,
在實際使用時都要加入固化劑
(
亦稱促進劑
,
有時也有例外
,
如木材酸性較強時
,
可以不
加
)
使
UF
迅速固化
,
保證膠接質量
;
其次
,
為了改變
UF
的某些性能
(
如增加初粘性
,
提高耐水性及耐老化
性
,
降低游離醛等
),
還需加入某種助劑
.
以上過程稱為
UF
的調制
(
簡稱為調膠
).
一般來說
,UF
的調制需要
根據用途和需要進行
.

(
一
)
固化劑

UF
的固化劑有酸和酸性鹽兩類
.
酸類固化劑有草酸
,
磷酸
,
苯磺酸
,
酒石酸
,
檸檬酸
,
無水苯甲酸等
;
酸性鹽
類有氯化銨
,
氧化鋅
,
硫酸鐵胺
,
鹽酸苯胺等
.
不宜採用強酸固化劑
,
但強酸性鹽
(
尤其是強酸銨鹽
,
如氯化
銨
,
硫酸銨
)
可行
.
以上這些固化劑的性質不同
,
效果不一
,
使用時應根據
UF
的理化性能
,
氣溫條件及膠接
製品的要求等酌情應用
.

(1)
單組分固化劑
:
如氯化銨
,
硫酸銨
.
使用最廣的是氯化銨
,
其加入量一般為
UF
樹脂量
(
固體含量
)
的
0.2-2%.
我們常加入
1%
的氯化銨
(
固體計
),
且有時還要將氯化銨調成水溶液
(
如
20%).

(2)
多組分固化劑
:
如氯化銨與尿素
,
氯化銨與氨水
,
或氯化銨與六亞甲基四胺及尿素
3
組分混合物等
.
目
的有兩
:
一是為了延長樹脂的適用時間
,
特別是夏季
,
由於室溫較高
,
單獨使用氯化銨
(
或硫酸銨
)
時
,
樹脂

的適用期往往不能滿足要求
;
二是在冬季
,
採用常溫固化方式時
,
為加速樹脂固化
,
常使用氯化銨與濃鹽
酸合用
,
可使固化時間大大縮短
.

(3)
潛伏性固化劑
:
是指在常態下呈化學惰性
,
在某種特定溫度下起作用的固化劑
.
如酒石酸
,
草酸
,
有機酸
鹽等
,
但效果不太理想
,
國內目前正開始研究使用
.

(4)
微膠囊固化劑
:
就是在固化劑的表面有一層保護膜
——
膠囊
,
在低溫下由於表層膠囊的隔離
,
不起固
化作用
;
而在高溫或受壓下
,
表層膠囊被破壞
,
膠囊內的固化劑即與
UF
接觸
,
使之固化
.
目前國內還沒有
這種固化劑
.

注意
:
氯化銨對冷固化的
UF
來說
,
並不是很好的固化劑
.
這是因為銨鹽在
UF
中釋放酸速度與氣溫有關
.
且冬季施加氯化銨的量應比夏季多
.

還應注意的一點是
:
由於
UF
的固化過程中
,
主要變化有化學反應和水分和移動
,
此時還應考慮木材含水
率
,
固化劑的性質
,
氣溫高低
,
空氣濕度和風力大小等因素
.

固化劑的選擇原則
:

(1)
根據不同的用途要求和氣候條件進行適當的選擇
.
如膠合板用氯化銨固化劑
,
冬天一般加入量
0.4-0.8%,
春秋天加
0.3-0.5%,
夏天加
0.2-0.3%,
還要加一些延緩劑
(
如氨水
,
尿素等
),
因為溫度愈高
,
濕度愈
低
,
固化愈快
,
適用期愈短
.

(2)
選擇的固化劑
,
固化後的膠層
PH
值不宜過低或過高
,
一般膠層的
PH
值在
4-5
之間
,
其膠合性能最理
想
.PH
值過低
,
膠層易老化
,
過高會造成固化不完全
.

(3)
根據膠接製品的工藝要求選擇
.
如較厚的刨花板生產
,
要求表層刨花中的膠固化時間要長
,
中
(
芯
)
層刨
花中的膠固化時間要短
,
為了使表芯層膠液同時固化
,
就得在固化劑上做些文章
.
如表層刨花用膠的固
化劑由氯化銨
25
份
,
氨水
35
份和水
45
份組成
,
加入量為樹脂質量的
5-6%,
其固化時間為
110-130s;
芯層
刨花用膠的固化劑為
20%
的氯化銨溶液
,
加入量為
5-6%,
其固化時間為
35-45s,
這樣可使表芯層膠液達
到同時固化
.

(
二
)
助劑

UF
常用的助劑有填充劑
,
發泡劑
,
甲醛結合劑
,
防老化劑
,
耐水劑
,
增粘劑等
.
下面重點講講填充劑
.

(1)
填充劑

作用
:
降低成本
,
提高
UF
初粘性
,
減少
UF
滲透量
,
延長適用期
,
降低內應力
,
減少
UF
體積收縮率
,
提高耐老
化性
,
降低游離甲醛含量等
.

要求
:
化學性質上應是不活潑的中性或近於中性的物質
;
能與水充分混合
,
水分蒸發後能轉變為固體的
物質
;
能與樹脂混合
,
不產生分層沉澱
;
無副作用或副作用低
(
如保持膠的粘度
,
對固化時間
,
耐水性能
,
膠
接強度及耐久性影響應盡可能小
);
原料易得
,
價格低廉
,
易加工成粉末
(
細度要求在
100
目以上
).

種類
:
澱粉類
(
常用的有麵粉
,
澱粉
,
高梁粉
,
木薯粉等
);
蛋白質類
(
常用的有豆粉和血粉
);
纖維素類
(
常用的
有樹皮粉
,
花生殼粉
,
木粉
,
水解玉米芯粉等
);
礦石粉類
(
石英粉
,
白堊土粉
,
高嶺土粉等
)

用量
:
視
UF
的質量和人造板要求而定
,
一般來說
,
施加量在
5-20%
以內為宜
.

(2)
其它助劑

發泡劑
:
如血粉
,
拉開粉
(
烷基磺酸鈉
),
用量
0.5-1.0%(
質量
).

甲醛結合劑
:
如尿素
,
三聚氰胺
,
含單寧的樹皮粉
,
豆粉
,
麵粉
,
聚乙酸乙烯乳液等
,
用量
5-15%.

防老化劑
:
如
1-5%(
用量
)
的聚乙烯醇或
15-20%(
用量
)
的聚乙酸乙烯酯乳液
.

耐水劑
:
苯酚
,
間苯二酚
,
三聚氰胺
,
硫脲等
.
三聚氰胺生產防水
,
防潮
UF
膠
.

增粘劑
:
聚乙烯醇
,
麵粉
,
豆粉等
,
增加初粘性
.

(
三
)UF
的調膠工藝

主要根據人造板及木製品的工藝要求而定
.
如普通膠合板用膠調膠工藝
:

注
:
混合固化劑配方為
:
氯化銨
25,
尿素
30,
六亞甲基四胺
45,
水
50(
質量
)

3.1.7
脲醛樹脂的改性

(
一
)
降低膠接製品釋放的甲醛量

膠接製品所釋放的甲醛來源
:

(1)UF
樹脂中的游離甲醛
;

(2)
樹脂固化中分解的甲醛
;

(3)
木材等被膠接材料所釋放的甲醛
.

降低甲醛含量的途徑
:

(1)
從樹脂合成配方入手
:
採用低摩爾比
U/F;
加入能與尿素
,
甲醛共聚的苯酚或三聚氰胺
,
雙氰胺等
;
尿素
分次加入
;
改變反應
PH
值等反應條件
.

(2)
從調膠入手
:
加入甲醛結合劑
(
捕捉劑
),
如尿素
,
三聚氰胺
,
含單寧的樹皮粉
,
豆粉
,
麵粉
,
聚乙酸乙烯乳液
等
.

(3)
從製品後續處理入手
:
如封邊
,
貼面
;
氨氣處理等
.

(
二
)
改善脲醛樹脂的耐水性

在
UF
中加入三聚氰胺或間苯二酚
,
可提高其耐水性能
,
並在較小程度上提高耐沸水性能
;UF
與
PF
或三
聚氰胺樹脂或聚醋酸乙烯酯乳液等混合
,
也可改善其耐水性
.

(
三
)
改善脲醛樹脂的膠接強度和耐久性

從用
UF
膠合某些非木質材料如麥稈
,
棉稈
,
稻草等來說
,
有必要改善其膠接強度
,
可加入苯酚
,
間苯二酚
,
三聚氰胺等
,
可對
UF
起增強作用
.

對於改善
UF
的耐久性來說
,
可加入增塑劑
(
如橡膠乳
),
聚醋酸乙烯乳液
,
檸檬酸
,
填充劑等

㈢ 如何才能成功制備脲醛樹脂

脲醛樹脂又稱脲甲醛樹脂。英文縮寫UF，是尿素與甲醛在催化劑(鹼性或酸性催化劑)作用下,縮聚成初期脲醛樹脂,然後再在固化劑或助劑作用下,形成不溶、不熔的末期熱固性樹脂。固化後的脲醛樹脂顏色比酚醛樹脂淺，呈半透明狀，耐弱酸、弱鹼，絕緣性能好，耐磨性極佳，價格便宜，它是膠粘劑中用量最大的品種.特別是在木材加工業各種人造板的製造中,脲醛樹脂及其改性產品占膠粘劑總用量的90%左右。然而，遇強酸、強鹼易分解，耐候性較差，初粘差、收縮大、脆性大、不耐水、易老化，用脲醛樹脂生產的人造板在製造和使用過程中存在著甲醛釋放的問題，因此必須對其進行改性。

㈣ 脲醛樹脂的制備

原料配比： 原料規格（固體含量）用量（公斤）備注甲醛36～37％1000普通甲醛（市售）膠必得環保甲醛改性劑99.8％200邢台九五木業發展中心研製生產水（用途：還原改性劑） 400～600井水尿素98％550市售聚乙烯醇2099或2299型號適量市售氯化銨20％適量調酸氫氧化鈉（火鹼）30％適量壓鹼 生產工藝：1. 在反應釜加入普通甲醛1000公斤，再加入膠必得環保甲醛改性劑200公斤，加冷水400～600公斤（膠必得改性劑需要加水還原），開始攪拌均勻。加聚乙烯醇（2099或2299型號）1～2公斤，加尿素550公斤，開始升溫。（不用調PH值） 。2. 55℃～70℃左右，停止升溫（以反應釜內溶液可以自升溫到95℃左右為停溫溫度），自升溫到95℃左右，反應75分鍾，期間不調PH值。3. 由95℃先降溫到87℃，再調酸，調至PH值4.8。在18℃～20℃水中起大白霧後，霧中微帶細絲時，立即壓鹼到PH值7.5。在90℃成膠。4. 降溫到45℃完成。期間PH值要控制好，一般在PH在7.0～7.5之間即可。外觀乳白色黏液備注粘度0.25～0.4pa.s 游離甲醛含量< 0.05 固化時間45～65s PH值7.5～8.0 固體含量> 50％ 儲存期> 30天 5. 注意事項：①調酸：20％的氯化銨溶液，約用20公斤。壓鹼：30％的氫氧化鈉溶液約用10公斤（以將PH值由4.8提高到7.5為准）。②火候：在18℃～20℃水中起大白霧後，霧中微帶細絲時，立即壓鹼到PH值7.5。一般不採用無霧後，出現明顯細絲時壓鹼。③提示：此工藝用酸和用鹼量比一般工藝多，所以壓鹼時，要多用鹼，更要多准備鹼。

㈤ 尿素與甲醛聚合生成脲醛樹脂反應方程式

方程式如下：nH₂N-CO-NH₂ + nHCHO ——H-[NH-CO-NH-CH₂]-OH + (n-1)H₂O。

脲醛樹脂是尿素與甲醛在催化劑（鹼性或酸性催化劑）作用下，縮版聚權成初期脲醛樹脂，然後再在固化劑或助劑作用下，形成不溶、不熔的末期熱固性樹脂。

(5)脲醛樹脂的合成實驗步驟擴展閱讀

脲醛樹脂特點：

1、價格便宜，原料充足。

2、脲醛樹脂分子結構上含有極性氧原子，所以對物面附著力好。可以用於底漆，中間層塗料，以提高面漆之間的結合力。

3、由於用酸性催化劑時可在室溫固化，可用於雙組分木器塗料。

4、以脲醛樹脂固化的漆膜，撓曲性較好。

㈥ 甲醛+尿素是一種膠水嗎

這叫脲醛樹脂，但不是兩者混在一起就可以的，需要反應的。

實驗方法如下：
一、實驗介紹

脲醛樹脂是一種由尿素和甲醛縮聚而成的合成樹脂，是當前應用最廣泛的膠粘劑種類之一，它也是木材加工業中使用量最大的合成樹脂膠粘劑，占該行業膠粘劑使用量的80%以上。

脲醛樹脂除可用作木材膠黏劑外，還可應用於紡織品、紙張、樂器等的處理劑、塗料、復合材料、塑料等。

二、實驗目的

通過本實驗學習和實踐，使學生了解脲醛樹脂的基本合成過程，從而加深對縮聚反應原理的理解，掌握脲醛樹脂的合成原理和基本合成工藝。

三、安全與防護

實驗中所使用的甲酸和氫氧化鈉溶液可能具有一定的腐蝕性，如果不慎接觸到皮膚應立即用清水沖洗；應避免濺入眼睛，如不慎濺入眼睛馬上用大量清水沖洗，並立即到醫院進行醫療處理。

甲醛溶液是一具有較強刺激性的揮發性溶液，在稱量甲醛溶液時，因為其刺激性可能致使眼睛流淚；極個別人可能對甲醛過敏，因此在稱量甲醛溶液中出現紅疹或瘙癢時，應立即停止實驗，並到空氣流通處。

四、實驗原理

脲醛樹脂的合成可採用鹼-酸-鹼合成工藝或者酸-鹼工藝，後者反應速率快、工藝復雜、產物副反應多等問題，因此工業上通常採用鹼-酸-鹼合成工藝制備脲醛樹脂，其制備過程通常分為兩個階段：加成反應和縮聚反應。

1）尿素和甲醛在中性或弱鹼性介質中進行加成反應，生成一羥甲基脲與二羥甲基脲。在特殊條件下，甲醛過量時，也可生成三羥甲基脲或四羥甲基脲，但四羥甲基脲從未分離出來過。

五、配方設計

決定脲醛樹脂性能的關鍵因素之一就是合成過程中尿素/甲醛（F/U）摩爾比。一般而言，F/U摩爾比越高，樹脂羥甲基化程度高，固化後交聯密度大，膠接強度高；同時高F/U摩爾比的樹脂的固化時間短，易於固化；但是隨著F/U摩爾比的增加，游離甲醛含量明顯增加，且脲醛樹脂的耐水性降低。因此為了制備綜合性能都好的脲醛樹脂，第一步就是選擇合適的F/U摩爾比，然後採用合適的合成工藝。

本實驗採用二次加尿素的合成工藝制備脲醛樹脂膠粘劑，第一次加尿素是用於合成脲醛樹脂的主體樹脂，決定最終樹脂的粘接性能，尿素是先在弱鹼條件下加成反應，然後在弱酸性下縮聚反應；第二次加尿素是為了降低最終樹脂的游離甲醛，所加尿素在中性或弱鹼條件下與體系游離甲醛加成反應。

工業上，第一次加尿素的量所構成的F/U摩爾比一般是1.5-2.5之間。低F/U摩爾比，有利於降低脲醛樹脂的游離甲醛釋放，提高樹脂的耐水性，但會使膠接強度降低、固化時間延長；高F/U摩爾比時，脲醛樹脂的膠接強度高、固化時間快，但會使固化脲醛樹脂的游離甲醛釋放提高，耐水性降低。因此，應選擇合適的第一次加尿素量。

本實驗要求最終合成脲醛樹脂總的F/U摩爾比為1.30，即甲醛摩爾數與兩次加入尿素摩爾數總和的比值。

六、試劑和儀器

36.5%左右的甲醛溶液，98%尿素，30%甲酸溶液，30%氫氧化鈉溶液，蒸餾水；

500mL三口瓶，迴流冷凝器，攪拌器，水浴，酸度計，燒杯，滴頭滴管，取樣管，吸耳球；

另外自備計算器。

七、實驗步驟

1）配方投料計算

（1）最終F/U=1.30；最終脲醛樹脂總質量350g左右。

（2）自行選擇第一次和第二次加尿素的量，然後准確計算甲醛溶液的用量、第一次和第二次加尿素的質量；

（3）根據上次實驗「甲醛含量測定」中分析的甲醛含量，計算實際應投入的甲醛溶液量。

2）將計量的甲醛水溶液加入三口瓶中，開動攪拌器，逐漸用NaOH將pH值調至8.6；

3）再加入第一批尿素，升溫至85℃，在85℃條件下反應30min，注意控制反應溫度。

4）用甲酸將反應液的pH值調至5.0，並在此條件下反應60min。

5）將反應液的pH值調到6.5，加入第二批尿素，在75℃條件下反應10min。

6）將pH值調至8.0，冷卻。出料。

八、評注

請保留所合成得的脲醛樹脂，請在瓶上註明組別和姓名，存放於實驗室里，在後續的實驗中還要應用。

九、實驗報告

1） 撰寫實驗報告。

2） 自行描述本實驗中脲醛樹脂的實驗原理和實驗過程。

3） 討論之一，如何才能盡可能提高脲醛樹脂的羥甲基含量。

4） 討論之二，請自行定性描述所合成脲醛樹脂的游離甲醛含量，分析如何降低樹脂中的游離甲醛含量。

㈦ 脲醛樹脂的合成方程式

n H2N-CO-NH2 + 2n HCHO → HO-[-CH2-NH-CO-NH-CH2-O-]n-H + (n-1)H2O或者簡寫為：n H2N-CO-NH2 + n HCHO → -[-CH2-NH-CO-NH-]n- + nH2O

脲醛樹脂

脲醛樹脂（UF），又稱尿素甲醛樹脂，是尿素與甲醛在催化劑（鹼性或酸性催化劑）作用下縮聚成初期脲醛樹脂，然後再在固化劑或助劑作用下形成不溶、不熔的末期熱固性樹脂。 固化後的脲醛樹脂顏色比酚醛樹脂淺，呈半透明狀，耐弱酸、弱鹼，絕緣性能好，耐磨性極佳，價格便宜。

它是膠粘劑中用量最大的品種，特別是在木材加工業各種人造板的製造中，脲醛樹脂及其改性產品占膠粘劑總用量的90%左右。然而，脲醛樹脂遇強酸、強鹼易分解，耐候性較差，初粘差、收縮大、脆性大、不耐水、易老化，用脲醛樹脂生產的人造板在製造和使用過程中存在著甲醛釋放的問題，因此必須對其進行改性。

特點

脲醛樹脂主要用於和醇酸樹脂配製氨基醇酸烘漆，以提高漆膜的硬度和乾性。它與不幹性醇酸樹脂配合可製成酸固化氨基漆作為木材傢具罩光之用。但耐候性、耐水性、保光性稍差。可占環氧樹脂和醇酸樹脂配製不同性能的底漆和室內用漆。

主要特點包括：

1.價格便宜，原料充足。

2.脲醛樹脂分子結構上含有極性氧原子，所以對物面附著力好。可以用於底漆，中間層塗料，以提高面漆之間的結合力。

3.由於用酸性催化劑時可在室溫固化，可用於雙組分木器塗料。

4.以脲醛樹脂固化的漆膜，撓曲性較好。

5.脲醛樹脂的粘度較大，酸值較高，貯藏穩定性較差。

應用

用作乳液膠黏劑的交聯劑。可與聚醋酸乙烯乳液中的一OH反應交聯，提高耐水性和耐熱性。脲醛樹脂分子的—CH2OH和NH2能與丙烯酸改性的乳液分子中的--COOH在一定程度上進行縮合交聯，減少了親水基團，耐水性改善，抗凍能力也增強。

用途

可用於耐水性和介電性能要求不高的製品，如插線板、開關、機器手柄、儀表外殼、旋紐、日用品、裝飾品、麻將牌、便桶蓋，也可用於部分餐具的製造。脲醛樹脂是膠粘劑中用量最大的品種.特別是在木材加工業各種人造板的製造中，脲醛樹脂及其改性產品占膠粘劑總用量的90%左右。

㈧ 脲醛樹脂膠的製作方法是什麼

組分 用量/g 組分 用量/g
工業甲醛（%） 960 氫氧化鈉（30%） 適量
尿素（含氮量46.6%） 370 甲酸（20%） 適量
制備 將甲醛投入反應器，攪拌，用氫氧化鈉溶液調PH值為7.5，加熱至40℃時，加入占總量3/4的尿素，在50-60min內將溫度升至90℃，保持20min。加入剩餘的尿素，在90℃下反應40min。用甲酸調PH值為5.3-5.6，於92℃保溫30min，之後逐漸升溫至97℃。當黏度達到要求後，立即用氫氧化鈉溶液調PH值為7.5-8。真空脫水，當脫水量達到甲醛含水量的65%時停止脫水。降溫，同時用氫氧化鈉溶液調PH值為7-8。當降溫至50℃時放料。
用途 本膠在傢具的生產過程中主要用作鋸末的黏結材料。以本膠、鋸末、裝飾紙為原料，製作桌面、凳椅面、建築組合件等模壓木製品，生產工藝簡單，生產成本低，而且美觀、牢固、耐水性能優良。

但就目前情況而言，傳統工藝生產的產品存在耐水性，耐老化性和韌性較差的缺點，特別是在環境意識和要求日漸提高的今天，傳統工藝產品在生產和使用過程中大量逸出遊離甲醛，污染環境，將會嚴重地制約和限制該產品的使用。
工藝方法
工藝配方：甲醛，尿素（摩爾比）=1.36：1 三聚氰胺1%（物料總量），聚乙烯醇1%（物料總量），20%氯化銨7%（物料總量），變性澱粉3%（物料總量）
將配方中的甲醛投入反應釜，用30%的NaOH調PH值為8—8.5，加入第一批尿素（尿素總量的40%），反應15分鍾，加入三聚氰胺，控制溫度85℃，反應30—40分鍾，以20%NH4CL調PH值5—5.5，加入PVA，再加入第二批尿素（總量的50%），控制溫度85±5℃，反應40—60分鍾，調PH值為7—8，加入剩餘的尿素，反應10—20分鍾，調PH值7—8，冷卻在40℃以下，加入填料，攪拌均勻後出料。
工藝過程注意問題
1、PH值偏低時縮聚時易生成不溶性的聚甲基脲而產生沉澱，且易凝膠，故縮聚時，應嚴格控制PH5—5.5。
2、過程的第三步應經常測渾蝕點和注意溫度控制，因為，粘度與反應終點相關，過早則粘度小，另外，溫度與粘度成反比例關系，故控制溫度，掌握終點，直接影響產品粘度。
3、若溫度偏高，PH值偏低，則粘度過大，且易凝膠。

本工藝根據化學反應原理設計改性工藝生產的產品，耐水性、耐老化性和韌性均得到提高，剪切強度增大，游離甲醛含量降低了67%，且工藝路線進一步簡化，成本降低，達到了改性的目地，但仍然有在不足之處，產品的穩定性有所提高，工藝條件的控制較傳統工藝要求嚴格。

㈨ 脲醛樹脂的制備,實驗中為什麼多次調節PH值各階段產物是什麼

首先在微鹼性下反應以形成多羥甲基脲，然後調整到微酸性下進行縮聚反應，以形成樹脂大分子。
希望對你有幫助。

㈩ 尿醛膠製作工藝

飛秒檢測發現脲醛膠是尿素和迅、甲醛和催化劑（鹼性催化劑或酸性催化劑）作用下，縮聚成初期脲醛樹脂，然後再在固化劑或助劑作用下，合成的一種無色透明的膠粘劑。尿醛膠主要應用在刨花板、膠合板、細木工板等人造板行業。加入三聚氰胺改性的尿醛膠具有很好的防水性能，使卜棚嘩用在建築模板的生產上，代替了傳統的酚醛樹脂。工藝如下：
工業甲醛（36%） 960 氫氧化鈉（30%） 適量 尿素（含氮量46.6%） 370 甲酸（20%） 適量

制備 將甲醛投入反應器，攪拌，用氫氧化鈉溶液調PH值為7.5，加熱至40℃時，加入占總量3/4的尿素，在50-60min內將溫度升至90℃，保持20min。加入剩餘的尿素，在90℃下反應40min。用甲酸調PH值為5.3-5.6，於92℃保溫30min，之後逐漸升溫至97℃。當型行黏度達到要求後，立即用氫氧化鈉溶液調PH值為7.5-8。真空脫水，當脫水量達到甲醛含水量的65%時停止脫水。降溫，同時用氫氧化鈉溶液調PH值為7-8。當降溫至50℃時放料。