第3章 氨基树脂类胶粘剂精要.ppt

第三章 氨基树脂类胶粘剂amin resin adhesives 氨基树脂：以氨基化合物和甲醛为原料经过缩聚反应而成的高分子化合物。 氨基化合物（－NH2） ＋ 甲醛 高分子化合物（氨基树脂） 氨基树脂胶：以氨基树脂为主加入固化剂（和其它助剂）调制而成。 第一节 脲醛树脂胶（UF） Urea formaldehyde resin adhesives 一、脲醛树脂 脲醛树脂：尿素与甲醛在酸性或碱性条件下经过缩聚反应而成的高分子化合物。 尿素 ＋ 甲醛 高分子化合物 二、脲醛树脂胶： 脲醛树脂加固化剂或其他助剂调制而成。 脲醛树脂 ＋ 固化剂（或其他助剂） 脲醛树脂胶 三、脲醛树脂胶的性能 优点： ① 胶合强度高； ②有一定的耐水性，（临界温度70～ 80℃），属中等耐水性胶； ③ 耐热、耐腐、耐化学药品性好； ④ 成本低、工艺简单、使用方便； ⑤ 颜色浅。 缺点： ① 胶层脆、易老化； ② 游离醛含量高。 四、脲醛树脂胶的分类与用途 §3 -1- 1 脲醛树脂的原料 一、尿素（脲、碳酸二酰胺、碳酰胺） 碳酸： → H2CO3 ? 脲： → CO(NH2)2 ? 分子量 60.055，熔点 132.7℃ 化学性质： 1．易溶于水 其水溶液呈弱碱性；溶于水时吸热 2．易吸湿结块 3．在较高温度下易分解（在熔点135℃以下相当稳定） 4．在水、稀酸、稀碱中不稳定，易分解 §3-1-2 脲醛树脂的合成原理 一、加成反应 尿素＋甲醛 羟甲（基）脲 条件：弱碱性、中性、弱酸性 例： 说明： ① 加成反应是发生在氨基上，氨基上的氢原子发生转移，形成羟甲基（－CH2OH）。羟甲脲是形成树脂的中间体，所以叫初期中间体。 ② 形成何种羟甲脲主要取决于摩尔比 设：U：F＝1：N 当N＜1时，以一羟甲脲为主 N＞1时，以二羟甲脲为主 N＞＞1时，有少量的三羟甲脲 尿素分子氨基上剩余氢原子的反应活性随着羟甲基的引入而依次降低。生成一羟甲脲、二羟甲脲、三羟甲脲的反应速度比例为9:3:1。 N＝20、碱性、50℃条件下，在实验中找到少量的四羟甲脲。因此并不是摩尔比越大，形成的羟甲基数同步增长。这与苯酚、甲醛的加成发应不同。 ③ 在中性或弱碱性（pH=7～9）条件下，形成的羟甲脲最稳定。（否则进一步缩聚的反应基团就没有了）。 ④ 在弱酸性（pH＝4～6）条件下，羟甲脲不稳定，一形成并进行缩聚反应，形成亚甲基连接的初期聚合物。 ? ? ?  ⑤ 在强碱性（pH＝11－13）条件下，羟甲脲易发生水解，形成羟甲脲的速率下降。 ? ? ? ? ∴生产中第一阶段的反应pH ＞ 9 ⑥ 在强酸性(pH ＜ 3)条件下， 羟甲脲 →次甲脲 ∴UF树脂生产中pH ＜ 3 注意： 一羟甲基脲、二羟甲基脲是加成产物，具有活性基团，是反应的中间体； 一次甲基脲、二次甲基脲是白色沉淀物，没有活性，不能再继续反应。 二、缩聚反应 羟甲脲 初期脲醛树脂 缩聚速度：在弱酸性中＞＞弱碱性 缩聚形式： ① 羟甲脲＋尿素 ② 羟甲脲＋羟甲脲 ③ 单体＋多聚体 ④ 多聚体＋多聚体 例： 说明： ① 在弱酸性条件下，反应以a)、b)、c)为主，树脂分子结构中以－CH2－连接为主；或在甲醛用量少时，也以－CH2－连接为主。 ② 在弱碱性条件下，反应以d)为主，树脂分子结构中以-CH2-0-CH2-连接为主；或在甲醛用量多时也是如此。 羟甲基脲缩聚反应形成树脂，其树脂化过程也分三个阶段（初期、中期、末期），制胶就控制在初期树脂阶段。 初期脲醛树脂分子结构特点： ① 平均聚合度n=7－8，分子以线型结构为主； ② 连接位置在N原子上； ③ 连接方式以－CH2－为主； ④ 有游离的羟甲基（－CH2OH）。 根据上述特点可以写出初期脲醛树脂的分子结构式： 初期脲醛树脂的性能： 具有可溶可熔性。 初期UF 中期UF 末期UF 长期贮存 长期贮存 脲醛树脂的固化原理：在外界因素（加催化剂、加热、长时间）的影响下，树脂里的活性基团（－CH2OH）进一步进行缩聚反应而固化。 §3-1-3 影响脲醛树脂质量的因素 一、摩尔比的影响 1．对初产物和