главная/ условия/ контакты/ статьи/

В настоящее время в деревообрабатывающей промышленности используются пропиточные карбамидоформальдегидные смолы (ПКФС). Процесс получения карбамидоформальдегидных пропиточных смол протекает в несколько стадий, на каждой из которых происходят определенные изменения физико-химических свойств конденсата. Ниже приведены данные различных авторов по способу получения таких смол, особенностям их применения.

Образование ПКФС происходит путем реакции между карбамидом и формальдегидом в щелочной и слабокислой среде при рН 4-7. Из полученного в результате реакции промежуточного продукта метилолкарбамида через метиленовые мостики образуются Карбамидоформальдегидные смолы.

Реакция карбамида с формальдегидом протекает так же, как и реакция меламина с формальдегидом, однако есть некоторые отличия: присоединение формальдегида в щелочной среде происходит медленнее; для отверждения постоянно требуется катализатор, так как одного только теплового воздействия для поликонденсации метилолкарбамида недостаточно.

На образование смол и их свойства существенное влияние оказывают условия проведения конденсации, концентрация водородных ионов, температура и продолжительность процесса поликонденсации и, главным образом, мольное соотношение исходных компонентов. Основные затруднения, с которыми приходится сталкиваться при синтезе пропиточных карбамидоформальдегидных смол, - длительное время их отверждения и низкая стабильность при хранении, которая зависит от соотношения метиленовых и метилольных соединений.

Независимо от условий проведения реакции взаимодействия карбамида и формальдегида первоначальными продуктами конденсации всегда являются метилольные соединения карбамида. Для смолообразных продуктов поликонденсации карбамида с формальдегидом характерно наличие в их составе как метиленовых, так и метилольных групп. Соотношение в смоле метиленовых и метилольных групп определяет такие свойства смолы, как вязкость, стабильность при хранении и скорость отверждения.

Исследованиями [1] установлено, что чем выше рН среды при конденсации, то есть чем меньше в смоле метиленовых и больше метилольных соединений, тем меньше стабильность смолы при хранении. Это резко выражено у карбамидных смол, содержащих 30 % сухих веществ, которые вследствие конденсации в щелочной среде быстро теряют текучесть из-за гидратации частиц смолы, содержащих максимальное количество метилольных групп.

Кристаллическая структура метилольных соединений карбамида также способствует тому, что смола быстро приобретает пастообразную консистенцию и теряет текучесть. С уменьшением величины рН среды сокращается количество кристаллических метилольных соединений и, наоборот, возрастает содержание смолообразных продуктов, поэтому по мере снижения величины рН влияние гидратации и кристаллизующихся метилольных соединений постепенно уменьшается. Этим и объясняется то, что стабильность смол, синтезированных в более кислой среде, выше, чем смол, полученных в щелочной среде.

Рассмотрим технологический процесс производства пропиточных карбамидоформальдегидных смол, применяемых при отделке плит и фанеры. Быстроотверждающаяся карбамидоформальдегидная смола ПМФ представляет собой продукт трехфазной конденсации карбамида с формальдегидом, получаемый при переменном значении рН среды. Смола содержит минимальное количество свободного формальдегида и обладает повышенной стабильностью при хранении.

Процесс поликонденсации карбамидоформальдегидной смолы проходит в три стадии в течение 3 ч. Формалин вводится в реакционную смесь в один прием с последующей нейтрализацией его при рН 8,5. . .9,0. Карбамид вводится в реакционную смесь в два приема: 53,5% от рассчитанного по рецепту количества на I стадии и 46,5% – на II стадии процесса конденсации.

Технологический процесс приготовления карбамидоформальдегидной смолы состоит из следующих операций: загрузки в реактор формалина, нейтрализации формалина 40 %-ным раствором едкого натра; загрузка первой порции карбамида.

I стадия – постепенный подогрев реакционной смеси до 90-95 °С, выдержка при 90-95 °С в течение 8-10 мин.

II стадия – введение уксусной кислоты для снижения рН реакционной смеси до 4,5-4,6; выдержка при 90-95°С в течение 15-20 мин.

III стадия – введение в состав реакционной смеси 40%-ного раствора едкого натра для повышения величины рН среды до 8,5-9,0; охлаждение реакционной смеси до 70°С; загрузка оставшегося карбамида (46,5%); выдержка при 60-65°С в течение 30-40 мин; отбор пробы для определения величины рН смолы и доведение его до 7,5-8,0; охлаждение готовой смолы до 20-25°С и слив в приемники [1;2;3;4].

Пропиточный раствор приготовляют в расходных емкостях из нержавеющей стали, оснащенных мешалками. Сначала в емкость заливают пропиточную карбамидоформальдегидную смолу, затем добавляют дистиллированную воду. При перемешивании в пропиточный состав вводят 10%-ный раствор хлористого аммония. Рецептура пропиточного состава зависит от применяемой марки карбамидоформальдегидной смолы [1;5;6;4].

Практика использования пропиточных составов на основе карбамидоформальдегидных смол показывает, что введение в смолу более 0,4 % хлористого аммония приводит к пористости синтетического шпона и к пробитию клея при облицовывании плит и фанеры. Кроме того, при избытке хлористого аммония в пропиточном растворе увеличивается хрупкость, а, следовательно, и потери шпона.

ХИМИЯ

КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ ПРОПИТОЧНЫЕ

СМОЛЫ ДЛЯ ДЕРЕВООБРАБОТКИ