熱固性樹脂
脲醛樹脂又稱尿素甲醛樹脂，是一種無色、無臭、無毒、透明的熱固性樹脂，變定前能溶于水，易固化，固化時放出低分子物、耐光性優(yōu)秀，長時間運(yùn)用后不變色，成型時受熱固化亦不變色，能耐礦物油。由尿素H2NNH2和甲醛按一定配比再加少量的正離子改性劑(四乙撐五胺)、甘油和固化劑(六甲撐四胺)在弱酸的條件下中止反響而成，低分子量的為能溶于水的無色透明至淺白色液體；高分子量的為白色固體。比重1.48～1.52，熱變形溫度在128～138℃，176℃開端熱解，并釋放出甲醛。當(dāng)加熱到200℃以上時，則逸出CO，CO2，NH3及氰化物等熱解產(chǎn)物。用恰當(dāng)?shù)拇呋瘎┛梢怨袒a(chǎn)物為無味、耐光性良好的固體。耐水性、耐老化性及機(jī)械強(qiáng)度略次于酚醛樹脂。在未固化的漿料中參與填料等可制得壓塑粉，因著色性好，可制造顏色鮮艷的日用品而著稱。主要用作塑料、涂料、膠粘劑、日用品、織物和紙張?zhí)幹脛?br />
圖1為脲醛樹脂分子結(jié)構(gòu)式。
脲醛樹脂由其用途的不同而用不同方法消費(fèi)。脲和甲醛以摩爾比1：1.5～1.6配料，在草酸催化下，在弱酸性水溶液中生成模塑粉用樹脂，在與填料、顏料及其他添加劑混合后烘干、粉碎、研磨并造粒，即得脲醛模塑粉(或稱壓塑粉)。價廉而顏色鮮艷，耐油，不受弱堿和有機(jī)溶劑影響。主要用來制造日用品及對耐水性和電氣性能懇求不高的工業(yè)品。脲和甲醛在摩爾比1：1.8～2.5時，在弱酸性水溶液中可制造低分子脲醛樹脂溶液?？捎糜谥圃煺澈蟿?，是粘合劑中用量最大的品種，普遍用于木材加工行業(yè)，也可用于浸漬紙張，經(jīng)改性后還可浸漬織物。用丁醇改性的脲醛樹脂可以用來改進(jìn)醇酸樹脂涂料涂層的硬度和耐水性。另外，用空氣作泡沫的高度交聯(lián)脲醛塑料，可隔音、隔熱且非常耐燃，常用作隔熱板等建筑材料。為進(jìn)步脲醛樹脂的耐水性，常用三聚腈胺共縮聚中止改性。 |
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脲醛樹脂合成原理
尿素與甲醛都是富于反響活性的物質(zhì)，尿素是陰離子反響體，甲醛是陽離子反響體。尿素和甲醛之間的反響分為兩個階段：第一階段是在中性或弱堿性介質(zhì)中，首先中止加成(羥甲基化)反響，生成一羥、二羥和三羥甲基。第二階段是在酸性介質(zhì)中，羥甲基化合物之間脫水縮合，生成水溶性樹脂，此樹脂狀產(chǎn)物在加熱或酸性固化劑存在下即轉(zhuǎn)變成體型樹脂。
(1) 加成反響
1.1 在中性或弱堿性介質(zhì)中，尿素和甲醛首先中止加成(羥甲基化)反響，生成初期中間體一羥，然后再生成二羥，這些羥甲基衍生物是構(gòu)成未來縮聚產(chǎn)物的單體。
1.2 1摩爾的尿素與缺乏1摩爾的甲醛中止反響，生成一羥甲脲；1摩爾的尿素與大于1摩爾的甲醛中止反響生成二羥甲脲；當(dāng)甲醛過量時還可以進(jìn)一步生成三羥甲脲、四羥甲脲。
(2) 縮聚反響
合成脲醛樹脂時的縮聚反響 (或樹脂化反響) 是羥甲基化合物構(gòu)成大分子的反響。在酸性或堿性條件下都可以中止，但在堿性條件下，縮聚反響速度非常慢，工業(yè)上均在弱酸性條件下中止。
2.1 甲醛的水合物甲二醇在氫離子存在下生成羥甲基陽離子—CH2OH，這個陽離子與尿素中氮的非共有電子對配位，再使H+脫離，生成一羥甲脲。
2.2 羥甲脲脫水生成亞甲基脲，亞甲基脲與尿素別離生成亞甲基二脲，即中止如下的縮合反響。
2.3 尿素的NH2基發(fā)作羥甲基化或者亞甲基化，NH2基變?yōu)镹H基，NH基也和CH2OH基反響，這樣不只是直鏈分子發(fā)作分支生成高分子直到構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但羥甲基和羥甲基之間會生成亞甲基醚鍵，加熱脫除甲醛生成亞甲基。
上述三種反響以第一種反響最為可能。隨著樹脂化反響的繼續(xù)中止，分子逐漸增大，黏度也隨縮聚程度的增大而增大。分子量普通700左右，分子中含有具有活性的羥甲基和氫離子，為線性結(jié)構(gòu)。
此外，脲醛樹脂在恰當(dāng)?shù)膒H和溫度下，固化的產(chǎn)物也還存在親水性的游離羥甲基，這是脲醛樹脂耐水性差的緣由。 |
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毒性
該樹脂屬于低毒品或無毒品。主要是熱解產(chǎn)物甲醛等，能刺激呼吸道和皮膚，應(yīng)予以留意。 |
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濕強(qiáng)劑
脲醛樹脂是目前造紙業(yè)中比較普遍運(yùn)用的一種濕強(qiáng)劑，由于聚酰胺環(huán)氧樹脂濕強(qiáng)劑的推行運(yùn)用，用量已漸減少。因價錢較低，仍有許多企業(yè)繼續(xù)運(yùn)用。紡織業(yè)中用作棉織物的防皺防縮整理劑，并能增加織物的染色牢度。其它行業(yè)中所用脲醛樹脂與此處引見的品種有較大差別。
脲醛樹脂可以加到紙料中或用于紙張的表面施膠。
(1) 脲醛樹脂加到紙料中
作為濕強(qiáng)劑，液態(tài)的脲醛樹脂可直接加到打漿機(jī)，或參與到紙料制備系統(tǒng)或抄紙系統(tǒng)的設(shè)備中，例如，配漿箱、軸流泵、選擇機(jī)、網(wǎng)前箱等。脲醛樹脂作為濕強(qiáng)劑的用量為絕干纖維重量的0.4～4.0%，參與時濃度為5～10%左右。
(2) 脲醛樹脂作為表面施膠劑
用脲醛樹脂對紙張中止表面施膠普通是在水平輥式裝置或施 膠槽內(nèi)完成。樹脂用量約為紙張重量的1.5～2.0%，施膠時樹脂液的濃度約為1～5%。有的造紙廠將脲醛樹脂與氧化淀粉混合起來運(yùn)用，例如，在消費(fèi)定量為80g/m2的曬圖原紙時是采用75%氧化淀粉和25%脲醛樹脂的混合膠液中止表面施膠的。 |
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改性脲醛樹脂
為使脲醛樹脂在紙漿中具有較高的留著率，相應(yīng)地進(jìn)步紙張 的濕強(qiáng)度，則可在脲醛樹脂的聚合過程中添加某些改性劑，使制得的樹脂具有陽電荷。常用的改性劑有乙烯多胺化合物、甲胺、 胺吡啶等。這些改性劑的用量普通均很少，如以0.05～0.2mol(對1mol脲素)的用量，就可使脲醛樹脂改性，而獲得的樹脂與三聚氰胺甲醛樹脂有類似的效果，并且本錢較低，損紙的處置也較容易。
1、乙二胺改性脲醛樹脂是一種陽離子型樹脂，由于它是陽離子型，為此比未改性的脲醛樹脂的增濕強(qiáng)效果顯著。另外，它還具有較好的水溶性、不易凝膠、制造便當(dāng)和價錢低廉等特性。
2、多元胺改性脲醛樹脂也是一種陽離子型樹脂，由于它有兩個 活性基團(tuán)，為此增濕強(qiáng)的效果顯著，此外，它還具有pH值的適 用范圍寬和良好穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。假設(shè)多元胺改性脲醛樹脂具有足夠的分子量，則當(dāng)將其參與 紙漿后經(jīng)過固化，則樹脂成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)，即樹脂分子與紙漿纖 維縱橫結(jié)合起來，從而使紙張的濕強(qiáng)度顯著增加。
3、改性亞硫酸鈉脲醛樹脂：為使脲醛樹脂具有更大的溶解度和增強(qiáng)其濕強(qiáng)度效果，可在樹脂化反響過程中，參與0.2～0.5mol(對1mol脲素)的NaHSO3，使樹脂聚合和亞甲基磺化作用同時中止，而得到下列結(jié)構(gòu)式的脲醛樹脂。經(jīng)亞甲基磺化的脲醛和原有的脲醛樹脂相同，仍是陰離子型的，對纖維的吸附力較差，因之在紙漿中的存留率仍是不高的。
圖2為改性亞硫酸鈉脲醛樹脂分子結(jié)構(gòu)式。 |
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脲醛樹脂膠粘劑
脲醛樹脂膠粘劑是尿素和甲醛在少量催化劑 (堿性催化劑有氨水、苛性鈉、碳酸鈉和磷酸鈉等，酸性催化劑有甲酸、乙二酸、醋酸和鹽酸等) 存在下縮聚而制得稀薄狀的初期脲醛樹脂。運(yùn)用時參與固化劑，構(gòu)成不溶不熔的體形交結(jié)合構(gòu)。
脲醛膠還有粉狀的，系由液狀脲醛樹脂經(jīng)過噴霧單調(diào)后制得，存放期較長，普通可存放1～2年之久。
脲醛樹脂膠粘劑與酚醛樹脂膠粘劑比較，脲醛樹脂膠的優(yōu)缺陷如下所述。
1. 脲醛樹脂膠的優(yōu)點(diǎn)
①為無色透明的液體或乳白色液體，對膠粘物件沒有污染性。
②毒性較少、透光性好。
③價錢低廉、運(yùn)用便當(dāng)。
2. 脲醛膠的缺陷
① 膠中含有游離甲醛、膠層易老化。
② 耐水性、強(qiáng)度較酚醛膠低。本信息由Chemicalbook曉楠編輯（2015-08-06）。 |
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化學(xué)性質(zhì)
無色到淡色液體或白色固體，無味，硬度高，耐油、抗霉、耐光性好。 |
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用途
用于木材、膠合板、家具制造、農(nóng)機(jī)具修理及其他竹木材料的粘接劑，織物和紙張的處置劑，還可用于塑制民用電器、瓶蓋和鈕扣等日用品。 |
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用途
用于制造纖維板、泡花板及竹器木材膠粘劑，也用于織物和紙張?zhí)幹脛┑?用于制瓶蓋和鈕扣等日用品;用于木材、膠合板、家具制造，農(nóng)機(jī)具修理及其他竹木材料的粘結(jié)劑 |
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用途
用于木材、膠合板、家具制造，農(nóng)機(jī)具修理及其他竹木材料的粘結(jié)劑 |
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用途
用于壓制民用電器制件、日用制件、機(jī)械配件、各式鈕扣、器皿把手、旋鈕、裝飾件等 |
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用途
用于壓制或注射電器、儀器外殼及民用電器模板、零件等 |
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用途
用于木材粘接劑、水庫、鉆井堵漏劑、紡織物整理劑 |
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消費(fèi)方法
由脲（尿素）與甲醛縮聚成低分子量的初產(chǎn)物溶液，再經(jīng)真空單調(diào)而成為固體。 |
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