МОЧЕВИНО-ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ
СМOЛЫ (карба-мидо-формалъдегидные смолы, карбамидные смолы), син-тетич.
термореактивные олигомерные продукты поликонденсации мочевины с формальдегидом.
Образуются в результате поликонденсации первичных продуктов присоединения мочевины
и формальдегида-метилмочевин H2NCONHCH2OH и СО(КНСН2ОН)2-друг
с другом, мочевиной и формальдегидом. Состав, строение и св-ва мочевино-формальдегидных смол зависят
от количеств. соотношения мочевины и формальдегида и условий синтеза (т-ра,
продолжительность, концентрация исходных соед., рН реакц. среды). Мочевино-формальдегидные смолы-смесь
олигомеров разл. мол. массы линейной, разветвленной или циклоцепной структуры,
содержащих реак-ционноспособные амино- и ОН-группы. В мочевино-формальдегидных смолах линейной и разветвленной
структур остатки мочевины связаны мети-леновыми и метиленэфирными мостиками;
в качестве структурных элементов содержат метилольные и гемиформаль-ные группы.
В мочевино-формальдегидных смолах циклоцепной структуры, помимо указанных выше групп, имеются триазиноновые
и уроновые циклы. В состав мочевино-формальдегидных смол входят также своб. мочевина, метиленгликоль,
а при избытке формальдегида-олигомерные полиоксиметиленгликоли.
Получают и применяют мочевино-формальдегидные смолы
в виде водных преим. 40-70%-ных р-ров (пожаро- и взрывобезопасны) и порошков.
Технология произ-ва в значит. степени определяется назначением смолы. Так, мочевино-формальдегидные смолы, используемые в качестве связующих и основы клеев, получают по непрерывной
схеме след. образом:
в 37%-ном формалине, рН к-рого водным р-ром щелочи доводят до 5,0-6,0, растворяют
мочевину, получая конденсац. р-р, имеющий рН 7,0-8,5 при молярном соотношении
мочевина: формальдегид 1: (1,9-2,2). Процесс осуществляют в каскаде реакторов,
куда непрерывно подают конденсац. р-р. На первой стадии процесса при 92-98 °С
происходит постепенное снижение рН до 6,0. На второй стадии рН конденсац. р-ра
снижают до 4,5-5,0 с помощью водного р-ра к-ты и завершают конденсацию после
достижения заданных св-в смолы. Затем доводят рН до 7,0-8,0 водным р-ром щелочи
и при 80-90 °С и пониж. давлении осуществляют концентрирование реакц. массы,
после чего вводят оставшуюся часть мочевины и проводят конденсацию при 60 °С.
Полученную смолу охлаждают. При использовании на первой стадии аммиака вместо
щелочи отпадает необходимость введения на второй стадии к-ты, т.к. требуемый
диапазон рН 4,5-5,8 достигается самопроизвольно. Технология получения таких
смол периодич. методом аналогична. Мочевино-формальдегидные смолы для аминопластов получают растворением
мочевины в 37%-ном формалине, рН к-рого водным р-ром щелочи доводят до 6,6-7,0,
с послед. конденсацией при 40-50°С и охлаждением полученного продукта. Порошкообразные
мочевино-формальдегидные смолы получают сушкой (гл. обр. распылительной) их водных р-ров в условиях,
практически исключающих поликонденсацию.
Отверждаются мочевино-формальдегидные смолы при
нагр. (120-140°C) или комнатной т-ре в присут. соединений преим. кислотного
характера, напр. фосфорной, соляной, щавелевой, фталевой к-т, их солей (АlСl3,
ZnCl2).
Получаемые в результате
отверждения сетчатые полимеры бесцветны, светостойки, устойчивы в орг. р-рителях
и маслах, легко окрашиваются, однако имеют ряд недостатков-пониж. водостойкость,
хрупкость, низкую устойчивость к деструктивным воздействиям, выделение своб.
формальдегида и др. С целью устранения этих недостатков, а также придания требуемых
св-в, напр. способности растворяться в орг. р-рителях, увеличения гидрофобности
и адге-зии, мочевино-формальдегидные смолы модифицируют либо при синтезе путем замены части мочевины
на модифицирующий агент, либо уже готовый олигомер (напр., частичной этерификацией
метилоль-ных групп). В зависимости от заданных св-в для модификации используют
преим. одно- и многоатомные спирты (бутиловый, фурфуриловый, гликоли, глицерин),
амины, амиды и др. производные карбоновых к-т, дициандиамид, меламин, гуанамины
(см., напр., Гуанамино-формальдегид-ные смолы), а также разл.
высокомол. соединения.
Применяют мочевино-формальдегидные смолы в осн.
как связующие в произ-ве древесностружечных плит и аминопластов, основу
клеев для произ-ва фанеры и разл. деревянных конструкций (см., напр., Древесина
слоистая клееная, Древесные плиты, Древесные прессовочные массы). Смолы
используют также в произ-ве декоративных бумажно-слоистых пластиков и синте-тич.
шпона, влагостойкой бумаги, карбамидо-формальдегид-ных пенопластов, в
текстильной пром-сти для аппретирования тканей с целью придания им несминаемости.
Мочевино-формальдегидные смолы, модифицированные бутиловым спиртом, используют для получения мочевино-алкидных
лакокрасочных материалов (см. Алкидные смолы), смолы, модифицированные
фурфури-ловым спиртом (а также немодифицир. мочевино-формальдегидные смолы),-как связующие в литейном
произ-ве при получении отливок из чугуна, стали и алюминия. В качестве пигментов
в произ-ве бумаги, добавок для эластомеров, адсорбентов разл. масел и орг. продуктов
применяют п о л и м е т и л е н м о ч е в и н у-аморфный или кристаллич. нерастворимый
порошкообразный продукт белого цвета, образующийся в сильнокислой среде при
взаимод. мочевины и формальдегида (молярное соотношение 1:1).
Первые продукты конденсации
мочевины с формальдегидом получены в 1896, произ-во смол налажено лишь в 1920-21.
===
Исп. литература для статьи «МОЧЕВИНО-ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ»: Вирпша 3.,
Бжезиньский Я., Аминопласты, пер. с польск., М., 1973; Слоним И. Я., Урман Я.
Г., ЯМР-спектроскопия гетероцепных полимеров, М., 1982; Bachmann A., Bertz Т.,
Aminoplaste, 2 Aufl, Lpz., 1970.
Г, С. Матвелашвили.
Страница «МОЧЕВИНО-ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ» подготовлена по материалам химической энциклопедии.