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脲醛树脂的合成与应用说明


  脲醛树脂平均分子量约为10000.尿素和37%的甲醛水溶液可以在酸或碱的催化下缩聚,得到线型脲醛低聚物。在工业上,碱用作催化剂,反应温度约为95℃。甲醛/尿素的摩尔比为1.5~2.0.以确保树脂能够固化。反应的一步是生成单羟甲基和二羟甲基脲,然后羟甲基和氨基进一步缩合得到可溶性树脂。如果使用酸作为催化剂,则容易导致凝胶。产品只能在中性条件下储存。线型脲醛树脂可用氯化铵作固化剂在室温下固化。成型粉末在130~160℃下加热固化。促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯和草酸二乙酯可以加速固化过程。脲醛树脂主要用于制造模塑塑料、日常用品和电气部件,以及板粘合剂、纸和织物糊料、贴面、建筑装饰板等。由于其颜色浅且易于着色,产品通常色彩鲜艳。

  脲醛树脂具有成本低、颜色浅、硬度高、耐油、耐霉菌、绝缘性和耐温性好,但耐候性和耐水性差,是较早开发的热固性树脂。

  用于制造塑料制品的脲醛树脂量仅占总产量的10%左右。在甲醛和尿素的低摩尔比条件下制备的脲醛树脂与填料(纸浆、木粉)、颜料、润滑剂、固化剂、稳定剂(六亚甲基四胺、碳酸铵)、增塑剂(尿素或硫脲)混合,然后干燥、粉碎、球磨和过筛以获得脲醛模塑粉末。压制脲醛塑料的温度为140~150℃,压力为25~35MPa,压制时间根据产品的厚度而变化,一般为10~60min。塑料制品主要是电气照明设备和电话零件。

  脲醛树脂一般是水溶性树脂,容易固化。固化树脂无色,具有良好的耐光性。长期使用后不会变色,热成型时也不会变色。可以添加各种着色剂以制备各种彩色产品。

  脲醛树脂质地坚硬,耐刮擦,耐弱酸、弱碱、油脂等介质,价格低廉,具有一定的韧性,但易吸水,因此耐水性和电性能较差,耐热性不高。脲醛树脂的合成机理比较复杂,一般认为分以下两步进行:

  1) 反应物是最初的中间体尿素和甲醛,在中性或微碱性介质中稳定固定的单羟甲基脲、二羟甲基脲等:2)缩合反应羟甲基脲含有活性羟甲基,可进一步缩合形成聚合物。因为在碱性条件下缩合反应非常缓慢在微酸介质中调节羟甲基脲和未反应的脲、羟甲基和羟甲基之间的亚甲基反应。典型的反应是甲醛与亚胺的缩合可以生成交联度低的线型脲醛树脂。加热或添加固化剂可加速在反应过程中,羟甲基和氨基可以进一步缩合和交联形成网络结构。

 


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