脲醛树脂合成思考题
1、制备脲醛树脂分几步进行?各步所要求的条件有何不同?
答:脲醛树脂是由尿素和甲醛经缩聚反应而成。主要分两步:
第一步是亲核加成反应:即在中性或微碱性条件下,尿素与甲醛反应生成各种羟甲基脲的混合物:
一羟基脲
二羟基脲
第二步是缩合反应:即在酸性条件下加热第一步的产物,使其分子间缩水成线型产物。即:
缩合反应(失水)既可以发生在亚氨基和羟甲基之间、羟甲基和羟甲基之间、又可以发生在甲醛和两个亚氨基之间。
2.为什么在脲醛树脂合成过程中第一步反应的PH 值不能超过8?
答:如果PH 值超过8,则这时甲醛分子间能发生坎尼查罗(Cannizzaro)反应,即一分子甲醛被还原成甲醇,另一分子甲醛被氧化成甲酸。
3.制备脲醛树脂时,尿素与甲醛的用量配比怎样才算合适?尿素为什么要分两次加入反应体系中?
答:尿素与甲醛的用量以1:1.6-2.0(摩尔比)为宜。尿素可以一次加入,但分两次加效果更佳。因为这样就可以使甲醛有更多的机会和尿素反应,可以大大减
少树脂中游离的甲醛。尿素加入时,由于溶解吸热,可使反应温度降低5-10 0C ,
为了使反应液维持一定的温度,需要慢慢地加入尿素。
4.你如何判断脲醛树脂合成反应的终点?
答:判断脲醛树脂反应的终点,可采用下列三种方法之一:
(1)(1)用玻璃棒沾取树脂,让其自然流下,最后两滴迟迟不掉,液滴滴下时,丝状物缩回棒上;
(2)(2)用吸管吸取少量树脂,滴入盛有清水的小烧杯中,树脂逐渐扩散为云雾状,并徐徐降至底部不生成沉淀,水也不浑;
(3)(3)取少量树脂滴在拇指或食指上,两指不断张合,在一分钟内觉得有一定粘度。
H 2NCONH 2 + H 2C HOCH 2NHCONH 2 + HOCH 2NH C O NHCH 2OH HN CH 2NH C O NH 2CH 2NH C 2CH 2NH C NH O CH 2OH O C NH
O CH 2OH
5.当脲醛树脂的合成至终点时,为什么要用NaOH溶液调至反应混合液的PH为7 ?
答:因为脲醛树脂的合成至终点时,溶液的酸度较大。而在酸性条件下,脲醛树脂会进一步缩聚,最终形成网状体型结构的固化物,即冻胶,而降低其粘合能力。
6.使用脲醛树脂胶接时,为什么要加固化剂?常用的固化剂有哪些?加入固化剂的量为什么要适当?
答:使用脲醛树脂胶接时,加入固化剂可吸收树脂中少量的水,使已经涂树脂的两部分材料牢固地与树脂粘在一起。常用的固化剂有:氯化铵、硝酸铵、硫酸铵等。其中以氯化铵和硫酸铵效果为好。加入的固化剂要适量,在室温下,一般树脂与固化剂的重量比为100:0.5-1.2为宜。用量过多,胶质较脆;过少,则固化时间太长。
7.树脂的固化速度与哪些因素有关?
答:固化速度取决固化剂的性质、用量和固化温度。
8.在脲醛树脂的合成过程中,缩合阶段有时会发生粘度骤增,以致出现冻胶现象,这是何故?如何补救?如何预防?
答:出现冻胶的原因:
(1)(1)酸度太大(PH小于4);
(2)(2)升温过快,或温度过高(高于1000C)。
补救办法:
(1)(1)降低反应体系的温度;
(2)(2)加入适量甲醛溶液稀释树脂,从内部降温;
(3)(3)加入适量的NaOH 溶液,调至PH = 7。酌情确定是出料还是继续反应。
预防办法:
(1)(1)经常检查溶液的PH值和反应液的温度;
(2)(2)经常检查反应是否邻近终点。
59.为什么脲醛树脂具有粘结木、竹的能力?
答:由于脲醛树脂中保留部分羟甲基,与木、竹纤维中的羟基具有较强的亲合力(比如形式氢键)。因此,脲醛树脂具有粘结木、竹能力。
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