三聚氰胺甲醛樹脂的合成實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)六三聚氰胺/甲醛樹脂的合成一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解三聚氰胺/甲醛樹脂的合成方法及層壓板制備;2.了解溶液聚合和縮合聚合的特點(diǎn)。二、實(shí)驗(yàn)原理三聚氰胺(M-甲醛樹脂(F以及脲醛樹脂通常稱為氨基樹脂。三聚氰胺/甲醛樹脂是由三聚氰胺和甲醛縮合而成?？s合反應(yīng)是在堿性介質(zhì)中進(jìn)行,先生成可溶性預(yù)縮合物: 這些縮合物是以三聚氰胺的三羥甲基化合物為主,在PH值為8-9時(shí),特別穩(wěn)定。進(jìn)一步縮合(如:N-羥甲基和NH-基團(tuán)的失水成為微溶并最后變成不溶的交聯(lián)產(chǎn)物。如: 三聚氰胺一甲醛樹脂吸水性較低,耐熱性高,在潮濕情況下,仍有良好的電氣性能,常用于制造一些質(zhì)量要求較高的日用品和電氣絕緣元件。三、主要儀器與試劑(1儀器

2、三頸瓶(250mL,1個(gè),攪拌器(1套,溫度計(jì)(2支,回流冷凝管(1支,濾紙(若干張,恒溫浴(1套,滴管(數(shù)支,量筒(5mL或10mL,1支,培養(yǎng)皿(1個(gè)。(2試劑三聚氰胺(31.5g ,甲醛水溶液(36%,50mL ,烏洛托品(六亞甲基四胺,0.12g ,三乙醇胺(0.15g,2-3滴 。四、流程圖、實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象(1流程圖攪拌溶解50mL甲醛溶液加熱至80開始反應(yīng)測沉淀比31.5g三聚氰胺攪拌均勻冷卻預(yù)聚物0.12g烏洛托品0.15g三乙醇胺浸漬15張濾紙晾干紙張(2實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1.預(yù)聚體的合成在一帶電動攪拌器、回流冷凝管和溫度計(jì)的三頸瓶中分別加入50mL甲醛溶液和0.1

3、2g烏洛托品,攪拌,使之充分溶解,再在攪拌下加入31.5g三聚氰胺,繼續(xù)攪拌5min 后,加熱升溫至80開始反應(yīng);在反應(yīng)過程中可明顯地觀察到反應(yīng)體系由濁轉(zhuǎn)清。2.在反應(yīng)體系轉(zhuǎn)清后約30-40min開始測沉淀比。當(dāng)沉淀比達(dá)到2:2時(shí),立即加入0.15g(2-3滴三乙醇胺,攪拌均勻后撤去熱浴,停止反應(yīng);從反應(yīng)液中吸取2mL樣品,冷卻至室溫,在攪拌下滴加蒸餾水,當(dāng)加入2mL水后樣品變渾濁,并且經(jīng)搖蕩后不轉(zhuǎn)清。說明沉淀比達(dá)到2:23. 紙張的浸漬將預(yù)聚物倒入一干燥的培養(yǎng)皿中,將15張濾紙分張投入預(yù)聚物中浸漬1-2min;然后用鑷子取出,并用玻棒小心地將濾紙表面過剩的預(yù)聚物掛掉,用架子固定在繩子上晾干。

4、浸漬均勻透徹。五、討論1.三聚氰胺/甲醛樹脂質(zhì)量的主要因素在三聚氰胺/甲醛樹脂形成過程中,原料摩爾比、反應(yīng)介質(zhì)的pH值、原材料質(zhì)量以及反應(yīng)終點(diǎn)控制等,都是影響樹脂質(zhì)量的重要因素。(一摩爾比的影晌三聚氰胺與甲醛的摩爾比影響反應(yīng)速度和樹脂性能。摩爾比低,生成的羥甲基少,未反應(yīng)的活潑氫原子就多,羥甲基和未反應(yīng)的活潑氫原子之間,縮合失去一分子水,生成亞甲基鍵(一步反應(yīng)。摩爾比高,生成的羥甲基多,羥甲基與羥甲基之間的反應(yīng)是先縮合失去1分子水生成醚鍵,再進(jìn)一步脫去1分子甲醛生成亞甲基鍵(兩步反應(yīng)。所以摩爾比愈高,樹脂穩(wěn)定性愈好,但游離醛含量也隨之增高。(二pH值的影響三聚氰胺與甲醛反應(yīng)時(shí),介質(zhì)pH值對樹脂

5、性能有很大影響,如反應(yīng)開始就在酸性條件下反應(yīng),會立即生成不溶性的亞甲基三聚氰胺沉淀。生成的亞甲基三聚氰胺已失去反應(yīng)能力,因此,不能用它繼續(xù)制膠。所以,開始反應(yīng)時(shí)要將甲醛的pH值調(diào)至8.5-9.0,以保證反應(yīng)過程中的pH值在7.0-7.5之間(因甲醛有康尼查羅反應(yīng)pH值會下降,即在微堿性條件下生成穩(wěn)定的羥甲基三聚氰胺,進(jìn)一步縮聚成初期樹脂。因?yàn)槿矍璋繁容^活潑,所以作為浸漬用樹脂不宜在酸性介質(zhì)下進(jìn)行。(三原材料質(zhì)量的影響主要是甲醛中鐵含量不能超過標(biāo)準(zhǔn),鐵含量高在樹脂合成時(shí),影響pH值的準(zhǔn)確測定,在反應(yīng)過程中用氫氧化鈉調(diào)節(jié)甲醛的pH值時(shí),Fe3+和OH-結(jié)合生成Fe(OH3沉淀,在浸漬紙時(shí),Fe(OH3浮出來附著在紙表面,熱壓后造成板外觀不合格而成廢品。所以用來生產(chǎn)浸漬樹脂的甲醛,一定要化驗(yàn)鐵含量,不合格拒絕使用。(四反應(yīng)終點(diǎn)控制的影響三聚氰胺樹脂由于化學(xué)活性較大,所以終點(diǎn)控制對樹脂質(zhì)量和穩(wěn)定性有很大影響,終點(diǎn)控制過頭,樹脂粘度大,穩(wěn)定性差,終點(diǎn)不到影響膠接質(zhì)量。所以要嚴(yán)格控制反應(yīng)終點(diǎn)。(參考文獻(xiàn):王毓秀、鄧介凡編.膠粘劑生產(chǎn)工藝M.中國林業(yè)出版社,1989年11月第1版六、思考題本實(shí)驗(yàn)中加入的三