实验六 三聚氰胺/甲醛树脂的合成
、实验目的
1•了解三聚氰胺/甲醛树脂的合成方法及层压板制备; 2•了解溶液聚合和缩合聚合的特点。
、实验原理
三聚氰胺（M ）-甲醛树脂（F ）以及脲醛树脂通常称为氨基树脂。
三聚氰胺 /甲醛 树脂是由三聚氰胺和甲醛缩合而成。
缩合反应是在碱性介质中进行，先生成可溶 NHCH.OH
N* N
IIOCII 2HN 丄 JJ-NHC11/)11
N
这些缩合物是以三聚氰胺的三羟甲基化合物为主， 在PH 值为8-9时，特别
稳定。
进一步缩合（如：N-羟甲基和NH-基团的失水）成为微溶并最后变成不溶 的交联产物。
女口：
-NHCHoOH + HOCH^NH---------- ► -NHCH 2-N- + 日心
I 2 CH.OH
三聚氰胺一甲醛树脂吸水性较低，耐热性高，在潮湿情况下，仍有良好的 电气性能，常用于制造一些质量要求较高的日用品和电气绝缘元件。
三、主要仪器与试剂 ⑴仪器
三颈瓶（250mL , 1个），搅拌器（1套），温度计（2支），回流冷凝管（1支），滤纸（若 干张），恒温浴（1套），滴管（数支），量筒（5mL 或10mL ，1支），培养皿（1个）。
⑵试剂
三聚氰胺（31.5g ），甲醛水溶液（36%, 50mL ），乌洛托品（六亚甲基四胺，
性预缩合物：
Ml :
I
II 2N -C ^ 丿-NH ?
N
0.12g），
三乙醇胺（0.15g, 2-3滴）
四、流程图、实验步骤及现象 ⑴流程图
（2）实验步骤及现象
实验步骤
实验现象
1.预聚体的合成
在一带电动搅拌器、回流冷凝管和温度 计的三颈瓶中分别加入
50mL 甲醛溶液和
0.12g 乌洛托品，搅拌，使之充分溶解，再在 搅拌下加入31.5g 三聚氰胺，继续搅拌5min 后，加热升温至80C 开始反应；
在反应过程中可明显地观察到反 应体
系由浊转清。
2.在反应体系转清后约30-40min 开始测沉淀 比。
当沉淀比达到2:2时，立即加入0.15g （2-3 滴）三乙醇胺，搅拌均匀后撤去热浴，停止反 应；
从反应液中吸取2mL 样品，冷却 至室温，在搅拌下滴加蒸馏水，当 加入
2mL 水后样品变浑浊，并且 经摇荡后
不转清。
说明沉淀比达到 2: 2
3.纸张的浸渍
将预聚物倒入一干燥的培养皿中，将15
浸渍均匀透彻。
张滤纸分张投入预聚物中浸渍1-2mi n ；然后 用镊子取出，并用玻棒小心地将滤纸表面过 剩的预聚物挂掉，用架子固定在绳子上晾干。
0.15g 三乙醇胺
31.5g 三聚氰胺
0.12g 乌洛托品
15张滤纸
1.三聚氰胺/甲醛树脂质量的主要因素
在三聚氰胺/甲醛树脂形成过程中，原料摩尔比、反应介质的pH值、原材料
质量以及反应终点控制等，都是影响树脂质量的重要因素。
（一）摩尔比的影晌
三聚氰胺与甲醛的摩尔比影响反应速度和树脂性能。
摩尔比低，生成的羟甲
基少，未反应的活泼氢原子就多，羟甲基和未反应的活泼氢原子之间，缩合失去一分子水，生成亚甲基键（一步反应）。
摩尔比高，生成的羟甲基多，羟甲基与羟甲基之间的反应是先缩合失去1分子水生成醚键，再进一步脱去1分子甲醛生成亚甲基键（两步反应）。
所以摩尔比愈高，树脂稳定性愈好，但游离醛含量也随之增高。
（二）pH值的影响
三聚氰胺与甲醛反应时，介质pH值对树脂性能有很大影响，如反应开始就在酸性条件下反应，会立即生成不溶性的亚甲基三聚氰胺沉淀。
生成的亚甲基三聚氰胺已失去反应能力，因此，不能用它继续制胶。
所以，开始反应时要将甲醛的pH值调至8.5-9.0，以保证反应过程中的pH值在7.0-7.5 之间（因甲醛有康尼查罗反应pH值会下降），即在微碱性条件下生成稳定的羟甲基三聚氰胺，进一步缩聚成初期树脂。
因为三聚氰胺比较活泼，所以作为浸渍用树脂不宜在酸性介质下进行。
（三）原材料质量的影响
主要是甲醛中铁含量不能超过标准，铁含量高在树脂合成时，影响pH值的
准确测定，在反应过程中用氢氧化钠调节甲醛的pH值时，Fe3+和0H结合生成
Fe（0H）3沉淀，在浸渍纸时，Fe（0H）3浮出来附着在纸表面，热压后造成板外观不合格而成废品。
所以用来生产浸渍树脂的甲醛，一定要化验铁含量，不合格拒绝使用。
（四）反应终点控制的影响
三聚氰胺树脂由于化学活性较大，所以终点控制对树脂质量和稳定性有很大影响，终点控制过头，树脂粘度大，稳定性差，终点不到影响胶接质量。
所以要严格控制反应终点。
（参考文献：王毓秀、邓介凡编.胶粘剂生产工艺[M].中国林业出版社，1989 年11月第1版）
本实验中加入的三乙醇胺的作用是什么？
答：三乙醇胺是阳离子改性剂，用三乙醇胺改性的三聚氰胺树脂具有正电性，能较快的被纤维吸附，可在较高pH值下固化，避免了普通三聚氰胺/甲醛树脂对纸张白度和耐久性的不良影响。
8, 80三甲醛胶黏剂
三聚戳胺与甲醛U 1-3 （摩尔比）在中性或弱破性条件下加聚.生成无色透明的黏稠状树脂，用作胶黏利时，须加固化制氯化钱彷该胶的耐水性.耐熄性和耐老化性均比豚醛树脂胶黏剂优良*粘接力强。
■配方
配方一
三聚執胺50
甲廉(37%)101
乙醉(92%)75
氢氣化钠（30%〉
生产方法将10】份勢鳴甲遵加人反应釜*用30% X%化钠调节pH 債至8,8-8. 9.
加人知份三聚鼠胺，在40min内升温至90T：t保温反应0+5h后*降温加人75紛92%乙醉*用30%氢氧化钠调节P H>8+5&然后升温至78 -旳弋反应©当水稀禅度达L8-2.2时*立即降温至35^,即可出料竹
固化剂的制备：将4.7份苯軒、1为份尿素、3.0份六亚甲基四胺和少！4水加入反应釜
中.于冗電下”待全部溶于水后.使其总fit为10份的
固化剂。
使用时，将固化剂加人上述树脂料中*混合均匀，即得黏合剂。
现配
现用。
用途与用法主耍用于塑料装饰表层纸和装怖纸的録渍和贴合。
配方二
甲醛（37%）三聚執胺48.64
25.2
第8章奠催类胶席刑
乙醇（今5%〉对甲苯磺酰胺水氢就化钠（30%）
3* 86 3.42 11*36适最・
生产方法将甲醛和水投入反应釜中，用30%氢耗化钠调节pHffi至
& 5~9*0。
然后加人三聚氯胺.在30min内升温至84 •-86^t保温反应
o.5h0降温加入乙醇和对甲罩磺酰胺，升温至＜65 ± 1）r t保温反应30min a冷却至30^,用如籀氢載化钠澗节pH值至9-0,即可岀料。
用途与用法主要用于装怖板表层纸的浸渍。
配方三a
尿素（98%）
三聚氯胺（100%计）甲醛（37%）
61.2
126 324.3
生产方法先将甲醛投入反应釜.加人三聚鼠胺、尿索制得尿索三聚氟胺甲廉树脂。
加入水，配成刍0%~70%的水溶液❾
用途与用法主要用于木材与胶合板的粘接。
在IMP B的压力下* i2（TC固化5 -lOmin,列切强度（木材）》5甌刊，在20T下水浸24h后, 其剪切强度仍可达到3MPa0。