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脲醛樹脂合成實驗裝置圖
發布時間：2021-12-06 02:35:05A. 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。
(1)脲醛樹脂合成實驗裝置圖擴展閱讀
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。
B. 在脲醛樹脂合成時尿素和甲醛兩種原料哪種對PH值影響最大，為什麼
甲醛是中性的，不電離出氫離子，
尿素是弱酸性的，會對反應過程中前期的ph值調節有一定影響。
具體PH值調節對反應進程的影響請參考：
加成反應階段
1)
pH值在7～9時，在中性至弱鹼性介質中，尿素與甲醛生成穩定的羥甲基脲。F/U摩爾比小於1時，生成一羥甲基脲白色固體，溶於水；F/U摩爾比大於1時，除生成一羥甲基脲外，還生成二羥甲基脲白色結晶體，在水中溶解度不大。如果甲醛過量很多，也可生成三羥甲基脲和四羥甲基脲，後者的存在還只有間接的證明。
2)
pH值在4～6時，在酸性介質中反應生成的羥甲基脲，進一步脫水縮聚生成次甲基脲和次甲基醚鍵連接的低分子化合物。因此，尿素與甲醛一直在弱酸性介質中進行加成和縮聚反應也是一種製造脲醛樹脂的工藝，這種工藝可以節省鹼和酸的用量，縮短反應時間。
3)
pH值在3以下時，在酸性介質中生成的一羥甲基脲和二羥甲基脲立即脫水，生成次甲基脲，採用特殊的合成工藝在pH值為1條件下也可以合成脲醛樹脂。並且這種樹脂的次甲基鍵含量遠高於羥甲基鍵，次甲基醚鍵的含量極低，固化後樹脂的游離甲醛釋放量也極低。
縮聚反應階段
在鹼性條件下，反應停止在羥甲基脲階段。為了有利於縮聚反應進行，將反應介質的pH值轉為酸性。
在酸性條件下，一羥甲基脲和二羥甲基脲與尿素及甲醛進行縮聚反應，主要生成次甲基鍵和少量醚鍵連接的低分子化合物。在pH值較低的的情況下，樹脂縮聚反應速度快，易生成不含羥甲基的聚次甲基脲不溶性沉澱，使樹脂的溶解性降低。縮聚反應速度激烈樹脂粘度增長很快，而且控制不好，樹脂容易凝膠。所以縮聚階段pH值的高低，應根據F/U摩爾比的大小、甲醇含量高低而定。一般pH值在4～6之間。
C. 脲醛樹脂合成
（16分） （1） （2）取代反應 （3）濃硝酸、濃硫酸 （4） （5）CH 3 CHO （6）c （7）醛基、氯原子 （8）
D. 如何判斷脲醛樹脂膠合成反應的終點
脲醛樹脂和脲醛樹脂膠是甲醛、尿素和膠得寶合成的一種樹脂，只要用在人造板加工行業，俗稱尿醛膠。生產工藝:先在反應釜加入甲醛和尿素，在終點反應之前，也就是在調酸之前的20分鍾，加入30%的膠得寶，然後調整PH值。這樣脲醛樹脂就做成了。
E. 脲醛樹脂膠的製作方法
組分 用量/g 組分 用量/g
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。
F. 脲醛樹脂的製取方法
脲醛樹脂的制備請參見：
http://www.21jxhg.com/jnym/yljs/200602/7827.shtml
http://www.21jxhg.com/jnym/jszl/200602/7826.shtml
脲醛樹脂
ure-aformaldehyde resins
尿素與甲醛反應得到的聚合物。又稱脲甲醛樹脂。英文縮寫UF。加工成型時發生交聯，製品為不溶不熔的熱固性樹脂。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，但遇強酸、強鹼易分解，耐候性較差。商品名Beetle。尿素與37％甲醛水溶液在酸或鹼的催化下可縮聚得到線性脲醛低聚物，工業上以鹼作催化劑，95℃左右反應，甲醛／尿素之摩爾比為1.5～2.0，以保證樹脂能固化。反應第一步生成一和二羥甲基脲，然後羥甲基與氨基進一步縮合，得到可溶性樹脂，如果用酸催化，易導致凝膠。產物需在中性條件下才能貯存。線性脲醛樹脂以氯化銨為固化劑時可在室溫固化。模塑粉則在130～160℃加熱固化，促進劑如硫酸鋅、磷酸三甲酯、草酸二乙酯等可加速固化過程。脲醛樹脂主要用於製造模壓塑料，製造日用生活品和電器零件，還可作板材粘合劑、紙和織物的漿料、貼面板、建築裝飾板等。由於其色淺和易於著色，製品往往色彩豐富瑰麗。
脲醛樹脂一般為水溶性樹脂，較易固化，固化後的樹脂無毒、無色、耐光性好，長期使用不變色，熱成型時也不變色，可加入各種著色劑以制備各種色澤鮮艷的製品。
脲醛樹脂堅硬，耐刮傷，耐弱酸弱鹼及油脂等介質，價格便宜，具有一定的韌性，但它易於吸水，因而耐水性和電性能較差，耐熱性也不高。
脲醛樹脂的用途相當廣泛，除用作模塑料、層壓塑料、泡沫塑料外，還可用於製作水溶性粘合劑，以粘接木材；用作織物的防縮防縐處理劑；用作紙張的罩光漆，以提高紙張的濕強度。下面主要對它在塑料上的應用作一簡單紹。
（一）脲醛壓塑粉
脲醛樹脂的壓塑粉俗稱為電玉粉，它是由樹酯、固化劑、填料、著色劑、潤滑劑、穩定劑、增塑劑等組份用濕法生產而成的。
1 組成
（1）樹脂用作壓塑粉的脲醛樹脂要求採用反應程度較淺的縮聚物，此時樹脂粘度小，便於浸漬填料，並可保證在較長的生產周期和進行乾燥後仍有適當的流動性，在工業上多採用尿素與甲醛在低溫下的縮合物（一、二羥甲基脲的混合物）。通常採用脲與甲醛的配比為1：1。5（摩爾比），在PH=8(及溫度)30—35度下全部溶解後，再加入脲量0。3%——0。54%的草酸及0。33%—0。88%的草酸酯，隨即發生放熱反應，溫度上升，溫度保持在55—60度，並嚴格控制PH=5。5—6。5，經60—75min 即得所需的脲醛樹脂。由於縮聚度較低，實際上僅剛過加成反應階段，主要的縮聚反應是在固化過程中進行的。
（2）固化劑壓塑粉中所用的固化劑要求具有一定的潛伏性，常用的有草酸、鄰苯二甲酸、苯甲酸、一氯乙酸等。
（3）填料最常用的填料是紙漿，其次為木粉或無機填料（石棉、玻璃纖維、雲母等）。所用的紙漿是以木材為原料，經亞硫酸鹽處理，溶去木材中非纖維素雜質，再經
漂白即得的純凈的纖維素。填料的用量為總物料量的25%-32%，用量過小，壓塑粉流動性大，製品強度低；反之，用量過多時，壓塑粉流動性減小，製品表面不光滑，耐水
性降低。
（4）著色劑著色劑可賦予塑料鮮艷的色彩，選用著色劑時要注意，所用著色劑的著色能力強，在塑料中能分散均勻，在加工溫度下和長期的日光照射時不變色，不從製品中析出。通常用的著色劑是顏料，染料較少使用，用量為物料量的0.01%-0.2%。
（5）潤滑劑潤滑劑在壓製成品時可提高料的流動性，並可從製品中析出，在製品和模具間形成隔離膜，使製品不易粘模。常用的潤滑劑為硬脂酸的金屬鹽（如鋅、鈣、鋁、鎂等的金屬鹽）、有機酸的酯類（如硬脂酸環己酯、硬脂酸甘油脂等）。其加入量為物料量的0.1%-1.5%，過多時會污染製品的外觀，減少光澤；過少則製品難於脫模。
（6）穩定劑在壓塑粉中加入的催化劑雖說是潛伏性的催化劑，但是在室溫的存放過程中仍會有少量的酸放出，從而影響到壓塑粉的質量，因此通常加入一些鹼性的物質以吸收放出的酸，常用的鹼為六亞甲基四胺或碳酸銨。
（7）增塑劑在壓塑粉中一般不用增塑劑，只在特殊的場合使用，目的是提高料的流動性，並降低固化時的收縮率。可用的增塑劑有脲及硫脲。
上述的各種組分常根據實際的情況而選用，不是所有的模塑料中都要用。
G. 脲醛樹脂結構簡式
線性結構脲醛樹脂：nHOCH2-NH-CO-NH-CH2OH = HO-[-CH2-NH-CO-NH-CH2-O]n-H + （n-1)H2O (酸性條件)
體性結構脲醛樹脂就是n個HOCH2-N(CH2OH)-CO-N(CH2OH)-CH2OH脫水（鏈上-CH2OH手尾連成鏈，N上-CH2OH一上一下脫水交聯，形成空間網狀結構）
+2(n-1)H2O
H. （16分）高分子化合物PPTA樹脂、PF樹脂、脲醛樹脂合成路線如下。 已知：I. R—NH 2 + R—NHCOCH 3
| （16分）
（1）
I. 高分子化合物PPTA樹脂、PF樹脂、脲醛樹脂合成路線如下．已知：I．Ⅱ．（尿素）氮原子上的氫原子可以像苯
苯發生硝化反應生成A為 與脲醛樹脂合成實驗裝置圖相關的資料
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