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文檔簡介
1、填空題1. 水滲透到膠層的本體中,并和膠粘劑發生兩種作用,其一:_水分破壞膠粘劑分子間的氫鍵和其 他次價鍵,對膠粘劑產生增塑作用_;其二:_膠粘劑的化學鍵被水解,引起膠粘劑的降解_。 2. 膠粘劑的四個基本條件是:_膠粘劑的濕潤性_;_膠粘劑的分子量及分子量分布_;_膠粘劑的pH 值_;_膠粘劑的極性_。3. 脲醛樹脂膠合制品所釋放的甲醛主要來自:UF樹脂中的游離甲醛; 樹脂固化中分解的甲醛;木材等被膠接材料所釋放的甲醛。4.甲階脲醛樹脂的反應終點是用 粘度 方法控制的。5、在脲醛樹脂合成過程中,反應程度的控制可以根據樹脂溶液與水相溶性的變化來確定,常用的方法有 水數測定法 , 憎水溫度 ,
2、濁點 ;也可以根據 測定粘度 來確定。 6、要形成良好的膠接,首先膠黏劑要 潤濕 被膠接材料表面,然后通過 擴散 作用,形成 膠接鍵 。 7.涂料是由成膜物質 、著色材料 、 溶劑 和 助 劑 等成份組成的。8、膠接接頭破壞類型:被膠接物破壞;內聚破壞;界面破壞;混合破壞。9、成膜物質:是涂于制品表面能夠干結成膜的物質。決定涂膜的主要性能。包括植物油和合成樹脂10、膠接過程是一個復雜的過程,膠粘劑與被膠接材料的膠接效果,是主價力、 次價力、 靜電引力 和 機械作用力等作用綜合作用的結果。11、一般來說,木材纖維方向對膠接強度也有影響,纖維方向的角度越大,膠接強度越 低。12、一般情況下,膠液對
3、被膠接物的表面有良好的潤濕,所形成的接觸角就越小,膠接強度就高。13、在甲醛系列樹脂合成過程中,甲醛的官能度為 2 ,苯酚的官能度為 3 ,三聚氰胺的官能度為614、熱固性樹脂固化過程中 分子量增大,而熱塑性樹脂硬化過程中, 分子量不變 。15、薄膠層變形需要的應力比厚膠層大。16、甲醛水溶液顯弱酸性,而尿素水溶液顯弱堿性,加成反應初期,隨著反應的進行,反應液 pH值逐漸下降。17、熱塑性酚醛樹脂合成條件:_。第一章一、名詞解釋1、膠粘劑:一類單組分或多組分的,具有優良粘接性能的,在一定條件下能使被膠接材料通過表面粘附作用緊密地膠合在一起的物質。2、被膠接物:通過黏合作用,與膠粘劑結合在一起的
4、物質。3、粘附:兩個表面靠化學力、物理力或兩者兼有的力使之結合在一起的狀態。兩個表面靠化學力、物理力或兩者兼有的力使之結合在一起的狀態4、弱界面層:材料表面與內部存在著性質上的差異而造成結構不均勻性界面。當被膠接的材料、膠粘劑及環境中的低分子物或雜質等,通過滲析、吸附及聚集等過程,在部分或 全部界面內產生這些低分子物的富集區,這就是弱界面層。膠接破壞中的界面破壞發生于弱界面 層,并可使膠接強度嚴重下降。5、活性期:配制后的膠粘劑能維持其可用性能的時間。6、潤濕性:是指固體對液體的親和性,一般用液體對固體表面的接觸角()來表示,一般情況下,兩者間的 接觸角越小,固體就容易被液體濕潤(潤濕性好),
5、其膠接強度就越高。潤濕性與膠粘劑的性質、被膠接材料表面的結構與狀態及膠接過程中的工作條件等因素密切相關。 7、機械膠接理論:液態膠粘劑充滿被膠接物表面的縫隙或凹陷處,固化后在界面區產生嚙合連接。機械理論認為膠粘劑滲入被粘物的凹陷處、縫隙或/和孔隙內,固化后產生錨合、鉤合、楔合等作用,使被粘物膠接在一起。簡而言之,機械理論就是只把膠接看成是純粹的機械嵌定作用。 機械作用一般有:嵌裝,鉤合(可以是分子級的)、錨合、釘合、樹根固定等8、吸附膠接理論:膠接作用是膠粘劑分子與被膠接物分子在界面層上相互吸附產生的,是物理吸附和化學吸附共同作用的結果。吸附理論認為膠粘劑分子通過布朗運動向被粘物表面移動,使二
6、者的極性分子基團和鏈段靠近,當分子間距小于0.5 1nm時,便產生分子間力,即范德華力,而形成粘接。9、擴散膠接理論:膠粘劑和被粘物分子通過相互擴散而形成牢固的接頭。擴散理論認為膠粘劑和被粘物分子相互擴散,大分子相互纏結交織或在界面發生互溶,導致界面消失和過渡區的產生,從而固化后形成牢固的膠合。10、化學鍵膠接理論:膠接作用主要是化學鍵力作用的結果,膠粘劑與被膠接物表面分子間產生化學反應而獲得高強度的主價鍵結合。11、耐久性:膠接接頭在使用和存放過程中長期保存其性能的能力。12、膠接技術:選擇適宜的膠粘劑及適當的粘接方式采用合理達到牢固的粘接目的。選擇適宜的膠粘劑,選擇適當的接頭形式,采用合理
7、的粘接工藝而達到粘接目的的方法。二、問答題1、木材膠粘劑是如何分類的?(1)按膠粘劑的主要化學成分分類 磷酸鹽型膠粘劑 無機膠粘劑 硅酸鹽型膠粘劑 硼酸鹽型膠粘劑木材膠粘劑 動物膠粘劑:魚膠、蟲膠、皮膠、骨膠、血膠等 天然膠粘劑 植物膠粘劑:松香、淀粉、阿拉伯膠、酪素膠、 有機高分子 豆膠等 膠粘劑 熱固型樹脂膠粘劑:環氧樹脂、酚醛樹脂、 脲醛樹脂、有機硅樹脂等 合成膠粘劑 熱塑性樹脂膠粘劑:聚醋酸乙烯乳液、乙烯醋酸 乙烯共聚樹脂、聚酰胺樹脂等 橡膠型樹脂膠粘劑:氯丁橡膠、丁腈橡膠、 硅橡膠等(2)按膠粘劑固化形式分類化學反應型膠粘劑 溶劑揮發型膠粘劑 熱熔型膠粘劑(3)按膠粘劑的構成形態分類
8、 溶液型膠粘劑 乳液型膠粘劑 無溶劑型膠粘劑 熱熔型膠粘劑(4)按膠液調制類型分類單組分型膠粘劑雙組分型膠粘劑2、木材與膠粘劑之間的膠合力的種類? 機械連接力,分子吸附力,電荷引力,分子引力,化學鍵結合力。3、木材膠粘劑應具備哪些條件? 應具有極性、適當濕潤性、適當分子量、PH值酸堿度。極性:木材系極性物質,其表面具有部分不飽和狀態的極性基因,膠粘劑也只有帶極性基因,才能造成異性基因互相吸引而對木材表面產生牢固的膠合力。 適當的潤濕性:即對木材等物體表面的粘附和擴散作用。膠液潤濕性與其表面張力、內聚力大小有關,表面張力越小,內聚力越小,其粘附、擴散作用越大。反之則越小。但潤濕性過大,易被木材吸
9、收而造成缺膠及耗膠量過大。不同的膠合材料應采用相應的濃度和粘度。 適當的酸堿度(pH):強酸強堿的膠粘劑都會降低木材的力學性質,強酸尤甚。 適當的分子量與分子量分布:針對膠粘劑的不同用途調整(或設計)所要求的分子量范圍及分子量分布,可以提高膠粘強度和加速固化。4、選擇膠粘劑的原則是什么?(1)按木材膠接制品選擇 膠接強度、耐水性、 耐久性、膠接制品的毒性 作簡單說明(2)按膠粘劑的使用特性選擇 膠粘劑的固體含量和粘度、適用期、 固化條件和固化時間 作簡單說明因此每種膠粘劑各有其特點,只有合理選擇,使用得當才能發揮長處,應根據不同膠接制品的使用環境、用途等的不同而不同。5、簡述影響膠接強度的因素
10、?答;1,膠粘劑的分子量、分子結構、極性 分子量潤濕性、內聚力;分子結構:線形、支型、體型;極性2,弱界面層 被膠接材料和膠粘劑中,由于材料表面與內部存在著性質上的差異而造成結構不均勻性弱界面層。 主要對物理吸附的膠接體系產生影響,對化學膠接理論和自粘體系影響不大。 1)物理吸附,2)膠接體系中存在不相容的低分子物,3)低分子物對被膠接物的吸引力大。3,內應力 內應力主要是收縮應力和熱應力4,環境應力 機械力,溫度變化(兩端溫度不同時,小分子易發生移動),表面污染,濕度變化,微生物、霉菌。 被膠接物的表面狀態、弱界面層、內應力、交聯度、極性、分子量和分子量分布、固化6、膠粘劑的固化和硬化有何區
11、別?固化:膠粘劑通過存在的活性基團在一定條件的作用下,粘料發生聚合、交聯等化學反應而變硬的現象產生膠接。硬化是指膠粘劑通過干燥、結晶等物理過程而變硬的現象,這是一個物理過程, 一般熱塑性樹脂、溶液型膠粘劑是通過硬化來實現膠接7、木材加工業所用膠粘劑存在問題有哪些,針對這些問題,木材膠粘劑的發展方向如何? 筆記8、膠接結構的內應力產生原因有哪些,如何降低內應力或應力集中的現象?主要是收縮應力和熱應力兩類。收縮應力是膠粘劑固化過程中體積收縮產生的應力,熱熔膠,由于冷卻速度的變化,溫度的分布梯度,高聚物的結晶度及結晶區的分布等會產生內應力。溫度變化引起的材料收縮,在某些情況下是相當嚴重的。溶液膠粘劑
12、固化過程中溶液的濃度梯度、溶劑的揮發速度等的分布與變化都將產生內應力。熱應力是熱膨脹系數不等的材料膠接在一起,當溫度變化時在界面中產生的。其大小正比于溫度變化、膠粘劑與被膠接膨脹系數差值以及材料的彈性模量。因此,接頭設計時,盡可能減少材料種類,采用膨脹系數匹配的材料和膠粘劑。盡可能選用模量低,延伸率高的膠粘劑,使熱應力通過膠粘劑的變形釋放出來。適當提高膠層厚度,選用室溫固化的膠粘劑都可減小接頭的熱應力。環境應力,通過膠接體系內的缺陷造成應力集中而導致破壞的。包括外界的機械作用力、溫度波動的熱沖擊以及油、水等介質因素對膠接界面的物理化學作用。 9、膠接接頭破壞類型有哪些?造成的原因是什么?膠接接
13、頭破壞類型:1,被膠接物破壞;2,內聚破壞;3,界面6破壞;4,混合破壞 原因:被膠接物破壞和膠粘劑和膠粘劑的內聚破壞,主要取決于二者材料自身的強度。還與材料內部的缺陷、構成接頭后體系內部膠層厚度,被膠接表面處理狀況,組分間相互作用等有關,界面破壞是被膠接材料的可粘性差造成的。界面破壞的原因是被膠接材料的可粘性差造成的。由于材料的非均一性及表面處理、工藝實施等環節的不均一性,完全的界面破壞是不存在的。在理想的條件下,即沒有界面區存在時,其破壞強度主要取決于膠粘劑與被膠接物之間的粘附強度。混合破壞的情況,在各種材料強度相近時特別容易發生。P.29第二章名詞解釋1、凝膠化:體型縮聚反應中,當反應程
14、度達到某一數值時,體系的黏度會突然增加,突然轉變成不溶、不熔、具有交聯網狀結構的彈性凝膠的過程。2、脲醛樹脂膠黏劑:是尿素與甲醛在催化劑(堿性或酸性催化劑)作用下,縮聚而成的初期脲醛樹脂;在固化劑或助劑作用下,形成不溶、不熔的末期樹脂。3、熱固型脲醛樹脂:脲醛樹脂為分子量低于200并相互間不能分離的不同低分子聚合物的混合物。它可長期貯存或在溫度和促進劑或僅在促進劑的作用下繼續縮聚反應,樹脂從線型結構轉化為體型結構,即轉變成不溶、不熔的熱固性脲醛樹脂。4 、Uf的調制:在UF樹脂實際使用時需加入固化劑(亦稱促進劑,有時也有例外,如木材酸性較強時,可以不加)使UF迅速固化,保證膠接質量;此外,為了
15、改變UF的某些性能(如增加初粘性、提高耐水性及耐老化性、降低游離醛等),還需加入某種助劑。以上過程稱為UF的調制(簡稱為調膠)。5、三聚氰胺樹脂膠黏劑:三聚氰胺樹脂是三聚氰胺甲醛樹脂的簡稱,它是由三聚氰胺與甲醛在催化劑作用下加成縮聚而成的高聚物。問答題1、脲醛樹脂的優缺點以及其用途?答:優點:固化后膠層物色,工藝性能好,成本低廉,并具有優良的交接性能和較好的耐濕性。耐光性好,毒性較小,可室溫或加熱固化,缺點:釋放有毒的游離甲醛,對沸水的抵抗力較弱,膠膜易于老化,性能脆,強度較低。用途:生產人造板的主要膠種,既可用于交接木材和非木材材料,有可用于浸漬紙張做人造板的表面裝飾材料。2、寫出脲醛樹脂膠
16、黏劑的加成反應方程式,解釋為什么在弱堿和中性下進行反應?答:方程式:當1mol尿素與1mol的甲醛反應生成二羥甲基脲、三羥甲基脲 H2N-CO-NH2 + 2HCHOHO-CH2 -NH-CO-NH-CH2-OH。脲醛樹脂膠黏劑的加成反應一般在弱堿性或中性條件下因為只有在中性至堿性的結介質中,尿素和甲醛才能穩定的生成羥甲基脲,而在酸性條件下羥甲基脲會進一步縮聚生成次甲基脲和次甲基醚鍵連接的化合物,平衡不能達到,不能充分羥甲基化,故脲醛樹脂膠黏劑的加成反應一般在弱堿性或中性條件下3、脲醛樹脂合成過程中形成樹脂化反應的可能途徑有哪些?答:1羥甲基脲中的羥基和尿素中的氨基活一羥甲基脲中的氨上的活性氫
17、原子作用脫去一分子水。2羥甲基脲的羥基和另一羥甲基脲中的羥基相互作用脫掉一分子水形成醚鍵。3羥甲基脲中的羥甲基和另一羥甲基脲的羥基相互作用脫掉一分子水和一分子甲醛形成次甲基鍵。這三個途徑主要是以第一個途徑為最可能反應途徑。4、寫出脲醛樹脂縮聚主要反應途徑并用反應式表示?答:同上,教材P5354 反應式?5、脲醛樹脂交接制品中釋放的甲醛來源?答:膠接制品所釋放的甲醛來源:(1)UF樹脂中的游離甲醛;(2)樹脂固化中分解的甲醛;(3)木材等被膠接材料所釋放的甲醛。6、影響脲醛樹脂質量的因素有哪些?怎樣影響的?答:1)尿素和甲醛的摩爾比。但個摩爾比太低的時候只能生成一羥甲基脲然后縮聚只能得到線型結構
18、的樹脂,而當摩爾比增大時能生成一羥甲基脲和二羥甲基脲從而形成立體結構的樹脂;同時摩爾比還會影響到樹脂中的游離的羥甲基從而影響到膠黏劑的耐水性;游離甲醛的含量在極大程度上取決于尿素與甲醛的摩爾比。摩爾比增加,UF中的游離甲醛含量也增加,這是因為不論是加成反應還是縮聚反應,尿素分子中氨基剩余氫原子的反應活性,隨著引入羥甲基數量的增加而依次降低。故,甲醛摩爾數越高,即游離甲醛過量越多,殘存于UF中成為游離的甲醛含量就越高。以及膠黏劑的固化時間都和摩爾比有關、隨尿素與甲醛摩爾比的增加而縮短;2)反應介質的PH。PH值在7.5以上時,很少發生縮聚反應,但加成反應在此附近開始,且反應速度隨PH值的升高而加
19、快; 但當PH值達到11-13時,一羥甲脲和二羥甲脲的形成極慢,導致羥甲基化不完全,游離甲醛含量升高及影響其它性能;堿性條件下縮聚時,羥甲基之間不能直接形成次CH2,而是縮聚脫水形成二次甲基醚鍵( CH2O CH2),它又進一步分解放出甲醛,形成CH2,反應速度很慢; PH值降低(酸性越強),縮聚反應越快,易生成不含羥甲基的聚次甲脲沉淀,游離甲醛含量增加,樹脂適用期縮短,水混和性降低。加成反應時采用弱堿,縮聚時采用弱酸,保存是采用弱堿最佳。3)反應溫度。對反應速度、游離甲醛含量膠樹脂貯存穩定性等的影響較為明顯;過高(酸性介質),出現凝膠,易形成次甲脲沉淀;過低,反應時間過長,樹脂聚合度低、粘度
20、低等。應視各反應階段的具體條件而定,酸性加成階段,應為40-60,堿性加成階段,應為80-95適宜。4)反應時間。關系到樹脂的聚合度、游離甲醛含量、粘度及樹脂的力學性能等;過短,反應不完全,固體含量低、粘度小、游離甲醛含量高、樹脂機械強度低;過長,聚合度過高、粘度過高、樹脂水混和性下降、貯存期短。應考慮反應時間與其它條件的共同作用。5)原材料的質量。尿素:硫酸鹽含量不應超過0.01%。縮二脲不應超過0.7%游離氨不應超過0.015%甲醛濃度:對反應速度有明顯影響。一般工業用甲醛濃度370.5%。甲酸和甲醇含量:不應高于0.05%-0.1%,另要控制鐵含量7、論述降低脲醛樹脂甲醛釋放量的途徑?答
21、:(1)從樹脂合成入手:采用低摩爾比U/F;加入能與尿素、甲醛共聚的苯酚或三聚氰胺、雙氰胺等;尿素分次加入;改變反應pH值等反應條件。(2)從調膠入手:加入甲醛結合劑(捕捉劑),如尿素、三聚氰胺、間苯二酚、對甲苯磺酰胺、各種過硫化物等含單寧的樹皮粉、豆粉、面粉、聚乙酸乙烯乳液等。(3)從熱壓工藝入手:熱壓溫度愈高,成品中的游離甲醛愈少;熱壓時間愈短,成品中的游離甲醛愈多;板坯含水率愈高,成品中的游離甲醛愈多。(4)從制品后續處理入手:如封邊、貼面;氨氣處理、尿素溶液處理等。8、合成脲醛樹脂尿素分次加入的好處?答:1降低游離甲醛的量,2可以改善脲醛樹脂的質量。3延長保質期,4提高樹脂貯存穩定性。
22、9、脲醛樹脂中如何控制反應程度確定反應終點?答:1根據樹脂溶液與水的相溶性的變化來確定反應終點,2以粘度確定反應終點,3反應時間,4折光系數。10、固化劑的選擇原則,以及常用的固化劑有哪些? 答:選擇原則:(1)根據不同的用途要求和氣候條件進行適當的選擇。(2)根據pH值來選擇的固化劑:固化后的膠層pH值不宜過低或過高,一般膠層的pH值在4-5之間,其膠合性能最理想。pH值過低,膠層易老化,過高會造成固化不完全。(3)根據膠接制品的工藝要求選擇。(4)固化劑應無毒、無污染、水溶性好、價格低廉。常用的固化劑:(1)酸類固化劑:草酸、磷酸、苯磺酸、酒石酸、檸檬酸、無水苯甲酸等;(2)酸性鹽類:氯化
23、銨、氧化鋅、硫酸鐵胺、鹽酸苯胺等。不宜采用強酸固化劑,但強酸性鹽(尤其是強酸銨鹽,如氯化銨、硫酸銨)可行。11、填充劑的作用,以及常用的填充劑?答:作用:降低成本、提高UF初粘性、減少UF滲透量、延長適用期、降低內應力、減少UF體積收縮率、提高耐老化性、降低游離甲醛含量等。常用的填充劑:淀粉類(常用的有面粉、淀粉、高梁粉、木薯粉等);蛋白質類(常用的有豆粉和血粉);纖維素類(常用的有樹皮粉、花生殼粉、木粉、水解玉米芯粉等);礦石粉類(石英粉、白堊土粉、高嶺土粉等)12、發泡劑的作用以及常用的發泡劑?答:作用:減少膠黏劑的用量,降低用膠成本。常用的發泡劑:血粉,明膠等。13、脲醛樹脂的改性方法有
24、哪些?答:UF樹脂膠粘劑的缺點:耐沸水性差,不能用作室外人造板;耐老化性差;膠接制品有甲醛釋放,污染空氣。脲醛樹脂的改性方法:1)合成過程:分子內部改性共聚和分子外部改性共混;2)合成后:加入各種改性劑主要改性研究工作方向:1)提高耐水性,縮聚過程中加入適當的苯酚,間苯二酚等使之共聚,產生耐水性的共聚體2)改善老化性。交接木材表面光滑平整,是當的加入熱塑性樹脂降低樹脂的脆性,并且加入各種調料盒適當的加入固化劑。3)降低游離甲醛。(前面第七題回答了這個問題)4)改善脲醛樹脂的膠接強度:可加入苯酚、間苯二酚、三聚氰胺等,起增強作用14、為什么耐水性差的原因,如何提高耐水性?答:原因:樹脂中含有親水
25、性基團(羥甲基、亞氨基等)改善脲醛樹脂的耐水性的措施:共聚:可以在脲醛樹脂縮聚過程中適當的加入苯酚,間苯二酚或三聚氰胺等使之共聚,產生耐水性的共聚體。共混:或將制的脲醛樹脂與酚醛樹脂或三聚氰胺樹脂混合使用。或膠接前加入三聚氰胺粉末或其它化合物進行熱壓15、脲醛樹脂易老化的原因及改良的措施?答:老化原因:1)縮聚脫水反應:樹脂固化后仍然進行縮聚脫水反應,2)收縮產生應力作用:膠層存在游離羥甲基:不斷地吸收大氣中的水份或放出水份,在反復干濕的情況下,即收縮-膨脹應力的作用下,引起膠層的老化;3)外界環境影響(大氣中的水、熱、光等)使樹脂分子斷裂,導致膠層老化。4)固化劑的濃度、加壓壓力、木材表面的
26、粗糙程度等都是引起樹脂老化的因素。改良措施:交接木材表面光滑平整,是當的加入熱塑性樹脂降低樹脂的脆性,并且加入各種調料和適當的加入固化劑。工藝方面:被膠接木材表面平整光滑,盡量減少凸凹不平,以免膠液分布不均而形成過厚的膠層,在表里收縮不均勻的情況下產生開裂。對脲醛樹脂的改性:加入熱塑性樹脂(降低樹脂交聯程度,脆性下降,撓性增加)。在樹脂中加入填料:如豆粉、小麥粉、木粉、石膏粉等,簡便而又行之有效的方法。適當使用固化劑:固化劑的酸性愈強,雖然可以明顯地縮短樹脂的固化時間,但也相應地促使膠壓后樹脂的迅速老化。一般以氯化鋅或氯化鐵等作固化劑,效果較好。16、簡介傳統三段式脲醛樹脂合成工藝特點并予以解
27、釋。 答(主要要點): 傳統三段式UF合成工藝為:(弱)堿-(弱)酸-(弱)堿工藝。 特點:(1)加成反應:在(弱)堿性性下進行加成反應,生成羥甲基,為縮聚提供足夠的活性基團; (2)縮聚反應:在(弱)酸性條件下進行縮聚反應,生成具有一定分子量(或粘度,或縮聚程度均可)的脲醛樹脂聚合物; (3)貯存:最后在弱堿性條件下(或中性條件下)進行貯存,保證脲醛樹脂具有一定的貯存期和 貯存穩定性。 17、三聚氰胺膠黏劑的品種和用途,以及優缺點?答:品種:三聚氰胺浸漬樹脂、三聚氰胺尿素甲醛浸漬樹脂和尿素甲醛浸漬樹脂。優缺點;(1)膠接強度很高、化學活性較大;(2)固化快:無需加固化劑即可加熱固化和常溫固化
28、;(3)熱穩定性好;(4)硬度和耐磨性較高;(5)耐沸水性、耐化學藥物性、電絕緣性均較好;(6)膠層脆性高,易破裂:常用改性的三聚氰胺樹脂膠;(7)貯存期短:經改性后可延長貯存期,或制成粉狀產品;(8)價格高:只作為浸漬樹脂用。18、用反應式表示三聚氰胺樹脂加成,縮聚反應原理?答:教材P80P82頁,19、影響三聚氰胺樹脂合成反應的因素有哪些?答:1三聚氰胺與甲醛的摩爾比,最適合的摩爾比為1:2.53. 2反應介質的PH 3反應溫度,6080度為最適合的反應溫度。4改進劑。(一)三聚氰胺與甲醛的摩爾比 膠接強度:摩爾比與樹脂的膠接強度直接相關,如摩爾比為12以下時,三聚氰胺樹脂膠合板的干狀膠接
29、強度下降,而濕狀膠接強度稍有增加;當摩爾比為13以上時,膠合板的濕狀強度下降。摩爾比以12-3(2.5-3)為宜。 羥甲基化程度:PH值相同時,三聚氰胺分子中引入羥甲基之后,其羥甲基三聚氰胺的縮聚反應速度將依次減慢。當三聚氰胺分子中氨基上被取代的氫原子超過三個時,縮聚反應只依賴于羥甲基,而氨基不參加反應。這也要求其摩爾比為12-3(2.5-3)為宜。(二)反應介質PH值 酸性介質中,形成的羥甲基三聚氰胺以較快的速度進行縮聚反應;堿性介質中,則以較慢的速度進行。一般來說,PH值應控制在8.5-10以內,可得到穩定性較高的樹脂。由于三聚氰胺比較活潑,故作為浸漬用樹脂不宜在酸性介質下進行反應。(三)
30、反應溫度溫度影響三聚氰胺在甲醛水溶液中的溶解度,進而影響其與甲醛反應的速度。反應溫度在60以下時,三聚氰胺不溶于甲醛水溶液中,反應很慢;超過60時,三聚氰胺很快溶解,反應速度隨溫度升高而加快。(四)原料質量影響主要是甲醛中鐵含量不能超標。鐵含量高,在樹脂合成時,影響PH值的準確測定;在浸漬裝飾紙時,形成的Fe(OH)3沉淀浮出來附著于裝飾紙表面,影響質量。其它要求與UF相同。(五)反應終點控制 反應終點控制影響樹脂質量和穩定性,應嚴格加以控制。(六)改性劑 改進脆性:可用乙醇、對甲苯磺酰胺、硫脲、已內酰胺或鳥糞胺,還可加入一些塑性物質。 增加穩定性:可適當提高摩爾比,可在使用三聚氰胺 樹脂前加
31、入5%蟲膠片酒精溶液(濃度25%),或加入稀釋劑。 降低成本:一般常加入尿素與三聚氰胺、甲醛進行共縮聚,尿素與三聚氰胺質量比為37。20、某脲醛樹脂合成配方:甲醛一次投入,尿素均分兩次加入(尿素純度為100%),甲醛水溶液(濃度為37%)共430克首先加入,第一次尿素加入后,甲醛與尿素F/U摩爾比為2/1,反應一段時間后加入第二次尿素,使最終摩爾比為1.5/1,求:第一次尿素投入量和第二次尿素投入量? 21、某脲醛樹脂合成配方為 U/F摩爾比為1/2,尿素加入量為100kg(尿素純度為98%),請計算需加入多少甲醛水溶液(濃度為37%)?第三章名詞解釋甲階酚醛樹脂:可溶性易溶于水,分子量小的線
32、型酚醛樹脂,含有一定量的活性羥甲基是各種不同聚合度(分子量)樹脂的混合物,線型,加熱或加促進劑可使縮聚反應加速,最終形成不溶、不熔的體型結構樹脂。木材工業用酚醛樹脂膠粘劑是甲階酚醛樹脂。乙階酚醛樹脂:是指甲階酚醛樹脂經加熱或長期貯存,樹脂分子量較高(1000左右),聚合度6-7,可部分溶于丙酮、乙醇等溶劑,具溶脹性,加熱可軟化,冷卻后變脆。丙階酚醛樹脂:是乙階酚醛樹脂繼續反應縮聚而得到的最終產物,不溶、不熔的體型結構,機械強度、耐水性、耐久性均很好。酚醛樹脂:是酚類與醛類在催化劑作用下反應而得到的合成樹脂的統稱。而木材工業中所用的酚醛樹脂常指由苯酚和甲醛縮合反應生成的樹脂。分熱固性和熱塑性兩種
33、(摩爾比、pH)。問答題1酚醛樹脂的固化機理是什么?答:1)羥甲基與酚核上鄰位及對位活性點之間通過SN2(兩個分子的親核取代)反應生成次甲基鍵;2)由羥甲基之間的SN2反應生成二次甲基醚鍵;3)羥甲基與羥甲基酚的鄰位及對位活性點之間通過SN2反應生成次甲基鍵;4)通過亞甲基醌的SN1(1分子的親核取代)反應生成次甲基鍵。 2簡述苯酚與甲醛摩爾比對酚醛樹脂的影響?答:1影響初級結構產物 2影響樹脂分子量 3游離酚和游離醛的含量 4固化時間理論上形成熱固性PF:苯酚與甲醛摩爾比為11.5。實際合成熱固性PF:常使用過量的甲醛,以提高膠接強度和耐久性。1)初級產物的分子結構:P與F摩爾比=1 : 1
34、:鄰羥甲基酚、對羥甲基酚(含量較多)。P與F摩爾比=1 : 2:二羥甲基、三羥甲基酚(表3-2)。三羥甲基酚含量隨P與F摩爾比減小而增加。 2)縮聚反應速度:隨甲醛對間甲酚摩爾比增加,樹脂化時間增加3)樹脂分子量:除受反應溫度、反應時間及甲醛縮聚次數等的影響外,還受苯酚與甲醛摩爾比的影響,而樹脂分子量是影響濕潤性和膠接強度的重要條件4)游離酚和游離醛含量:除受催化劑、反應溫度和反應時間的影響外,還受摩爾比的影響,游離酚、游離醛含量隨甲醛摩爾數的增加而降低5)樹脂固化時間:甲階酚醛樹脂的固化時間隨甲醛摩爾數的減少而延長(固化速度隨甲醛量的增加而加快)。3用化學方程式表示酚醛樹脂的形成過程并簡單說
35、明?答: 1). 苯酚與甲醛間的加成反應-化學方程式此反應是形成酚醛樹脂高聚物的基礎,甲醛是和苯酚的鄰對位上的活性氫反應形成羥甲基酚,它形成各種羥甲基酚(一羥甲基酚和多羥甲基酚的混合物)。2). 羥甲基酚縮聚反應羥甲基酚進一步的反應是縮聚反應,形成線型結構的酚醛樹脂。此反應有下列三種可能:三種可能的化學方程式但在堿性條件下,縮聚體主要是通過次甲基鍵連接起來的。羥甲基酚的縮聚反應進行到凝膠點前,突然把反應體系冷卻下來,各種反應速度都降低,此時可得到各種用途的可溶性酚醛樹脂,即甲階酚醛樹脂(A階樹脂),它就是由不同聚合度的樹脂組成。4簡述熱固型酚醛樹脂的形成過程以及影響它質量的因素?答:首先將甲階
36、酚醛樹脂有室溫緩慢加熱至110120度,增加樹脂的分子量。相鄰的甲基縮聚,并且羥甲基的與苯環上的活性氫失水縮合,此時還是甲階酚醛樹脂。然后溫度由120度升高到140度,醚鍵縮合成次甲基鍵連接,同時羥甲基和活性氫繼續縮合此時形成的是乙階酚醛樹脂,呈半固化狀態。最后升溫到170200度,進一步形成聚亞甲基醌。這些聚亞甲基醌在200230下聚合成丙階酚醛樹脂。影響質量的因素有:溫度,樹脂濃度,摩爾比,添加劑。第一步:室溫至110120;分子量進一步增長;羥甲基失水縮聚形成次甲基醚鍵,羥甲基與苯環上未反應活性點的氫原子失水縮合形成次甲基鍵橋;特征:從低分子流動態變為半固態,膠層具有一定初粘力,仍是可溶
37、可熔的甲階酚醛樹脂。第二步:120-140或更高;羥甲基與酚核上活潑氫的縮合,醚鍵大量裂解失去甲醛變成次甲基鍵;分子量400500,聚合度67;為乙階樹脂:丙酮及乙醇等溶液只能部分溶解,大部分不能溶解僅溶脹,加熱軟化,110120下呈粘彈狀態,可拉成長絲,冷卻后變成硬脆物質,呈半固化狀態。 第三步:溫度170200;次甲基含量進一步上升,并定量地轉化為聚亞甲基醌;這些聚亞甲基醌在200230下聚合成惰性樹脂(即丙階酚醛樹脂),產生少量的亞甲基醌氧化還原產物羥醛化合物,并熱解產生少量的二甲酚及單、雙酚醛等低分子裂解產物。 5酚醛樹脂主要針對那些性能進行改性?以及改性方法有那些?答:固化時間長。成
38、本高,毒性大,脆性高。1化學改性 引用其他組分使之與酚醛樹脂發生化學反應或部分混合;共混或共縮聚;制成接枝或嵌段共聚物。2物理改性 添加填充物.ru 如三聚氰胺與苯酚甲醛共聚得到苯酚-三聚氰胺共縮合樹脂膠粘劑;酚醛-縮醛樹脂膠粘劑6、改進酚醛樹脂固化速度的途徑有哪些?答:1添加固化促進劑或者高反應性的物質如添加碳酸鈉、碳酸氫鈉、 2改變樹脂的化學構造,賦予其高反應性,如高鄰位PF的合成。3與快速固化性樹脂復合,如苯酚-三聚氰胺共縮合樹脂、苯酚-尿素共縮合樹脂、木素、單寧-酚醛樹脂共縮合樹脂等。 4提高樹脂的聚合度。7、合成熱固型酚醛樹脂為什么制成甲階酚醛樹脂,而這種樹脂為什么可固化產生強化?答
39、:甲階酚醛樹脂為線型結構,分子量較低。具有可溶可熔性,并具有較好的流動性和濕潤性,能滿足膠接和浸漬工藝的要求。因此一般合成熱固性酚醛樹脂均控制在此階段。甲階樹脂之所以固化是因為在結構中還存在羥甲基,可以繼續進行縮聚反應,當溫度升高時,伴隨羥甲基與苯環上活性氫的縮合,同時醚鍵大量裂解失去甲醛而變成次甲基,樹脂相對分子質量為1000左右,聚合度為67,此時樹脂為乙階,在溫度更高時,進一步固化,最后形成交聯的體型網狀結構的丙階樹脂,因此能產生強度。8、熱塑型酚醛樹脂直接加熱能否固化?為什么?答:不能。因為只有次甲基能轉換成聚亞甲基醌形成丙階酚醛樹脂。而直接加熱樹脂中沒有次甲基鍵無法形成并階酚醛樹脂。
40、無法完成固化。熱塑性酚醛樹脂加熱不能固化。因為這種樹脂結構中不存在沒有反應的羥甲基,所以當樹脂加熱時,僅熔化而不能繼續進行縮聚反應。因此不能固化。9、綜述甲醛系列樹脂的現狀以及發展趨勢?答:目前對甲醛樹脂的研究熱點是降低游離甲醛含量、提高耐貯存穩定性和固含量甲醛樹脂及其衍生物由于其獨特性能而成為一種重要的化工產品,廣泛應用于各個行業。將來研究方向可以是從理論角度,分析甲醛存在機理、不穩定性原因,指導實驗得到穩定高固含量的甲醛樹脂并使其制備工藝多樣化和成熟穩定。隨著三聚氰胺生產規模的不斷擴大,產品價格將持續走低,解決了甲醛含量和耐貯存穩定性的問題后,甲醛樹脂將會有更加廣闊的應用前景。涂料1、涂料
41、與膠黏劑有什么異同點?答:(1)目的:涂料的主要目的是對被涂物體表面起保護和裝飾作用。膠黏劑的主要目的是將兩種或兩種以上同質或異質的材料連接在一起,固化后具有足夠強度的物質。(2)配方組分:涂料主成分大多是以高分子樹脂為基礎的成膜物質;其次是起裝飾效果的顏料;助劑包括固化劑、催干劑、流平劑及表面活性劑。膠黏劑的主成分大多是以高分子樹脂為基礎的膠接力強大的粘合物質。它基本不含顏料;也有溶劑或水;助劑以固化劑、偶聯劑為主而不需要催干劑、流平劑等。(3)性能:涂料性能主要要求粘附力好、成膜均勻并有一定的韌性和硬度,其次還要求有流平性、遮蓋力、透明度、光澤、顏色、耐磨性、耐老化、耐霉菌等性能的要求。
42、膠黏劑則以膠合強度、韌性、固化速度、耐熱性、耐寒性、耐水性、耐溶劑性及可靠性等性能要求為主。(4) 表面處理:為提高涂膜的粘附力和膠黏劑的粘合力,均需要對被涂底材或被粘物表面進行表面處理,處理方法亦大致相同。2、什么是涂料?涂料的作用有哪些?涂料一般由什么組成?涂料是涂于物體表面能形成具有保護、裝飾或特殊性能(如絕緣、防腐、標志等)的固態涂膜的一類液體或固體材料之總稱。通常是以樹脂或油或乳液為主,添加或不添加顏料、填料,添加相應助劑,用有機溶劑或水配制而成的粘稠液體。作用:(1)保護作用;(2)裝飾美化作用;(3)特殊保護作用;(4)標記功能。組成:固體份和揮發份;固體份是能轉變成固體漆膜的部
43、分,一般包括成膜物質、著色材料和輔助材料(助劑)三大部分;揮發份是溶劑。3、什么是著色顏料?什么是體質顏料?作用分別是什么?著色顏料:是指具有一定著色力與遮蓋力,在色漆中主要起著色與遮蓋作用的一些顏料,用于調制各種著色劑,能為木質基材表面著色,具有白色、黑色或各種彩色。作用:具有一定的著色力和遮蓋力,在色漆中主要起著色和遮蓋作用。體質顏料:又稱填料,是指那些不具有著色力與遮蓋力的白色和無色顏料。作用:增加漆膜的厚度,降低收縮率,提高耐久性,降低成本。4、涂料的分類方法有哪些?如何進行命名,其型號編碼的含義是什么?分類方法:標準分類和習慣分類。命名:顏色+成膜物質名稱+基本名稱型號:成膜物質+基
44、本名稱代號+產品序號5、什么是涂料的成膜?涂料的成膜干燥固化機理有哪幾種?干燥固化方法有哪些?涂料成膜:涂料涂覆于物體表面以后,由液體或疏松粉末狀態轉變成致密完整的固態薄膜的過程,即為涂料的成膜,亦稱之涂料的干燥和固化。涂料成膜主要靠物理作用和化學作用來實現。僅靠物理作用成膜的涂料稱之非轉化型涂料。如揮發性涂料和熱塑性粉末涂料等,通過溶劑揮發或熔合作用,便能形成致密涂膜;成膜過程中只有物理形態的變化而無化學作用。此類涂料包括揮發性涂料、熱塑性粉末涂料、乳膠漆及非水分散涂料等。而靠化學反應交聯成膜的涂料稱之轉化型涂料。此類涂料的樹脂分子量較低,它們通過縮合,加聚或氧化聚合交聯成網狀大分子固態涂膜。如熱固性涂料必須通過化學作用才能形成固態涂膜。涂膜干燥方法分自然干燥,烘干和輻射固化三類。6、涂料中溶劑的作用是什么?種類有哪些?溶劑對涂料性能的影響有哪些?溶劑作用:溶解或稀釋固體或高粘度的成膜物質,使其成為有適宜粘度的液體,便于施工;增加涂料貯存的穩定性,防止涂料發生凝膠;減少涂料表面的結皮現象;含有適量溶劑的液體涂料,當涂飾涂料時,溶劑能增加涂料對木材表面的潤濕性,使涂料便于滲透到木材的孔隙中去,有利于提高涂層的附著力;適量的溶劑的存在
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