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氨基樹(shù)脂

補(bǔ)充:0  瀏覽:7345  發(fā)布時(shí)間:2012-11-19
  由含有氨基或酰胺基的單體與醛類(主要是甲醛)縮聚而得的熱固性樹(shù)脂的總稱。重要的品種有脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂。
  氨基樹(shù)脂由含有氨基的化合物與甲醛經(jīng)縮聚而成的樹(shù)脂的總稱,重要的樹(shù)脂有脲醛樹(shù)脂(UF)、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(MF)和聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷(PAE)等。
  用于制涂料、膠粘劑、塑料或鞣料,并用于織物、紙張的防縮防皺處理等。【其他】
  由含有氨基的化合物與甲醛經(jīng)縮聚而成的樹(shù)脂的總稱。重要的樹(shù)脂有脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺甲醛樹(shù)脂和苯胺甲醛樹(shù)脂等。一般可制成水溶液或乙醇溶液,也可干燥成粉末固體。大多硬而脆,使用時(shí)需加填料。
  涂料用氨基樹(shù)脂是一種多官能團(tuán)的化合物,以含有(-NH2)官能團(tuán)的化合物與醛類(主要為甲醛)加成縮合,然后生成的羥甲基(-CH20H)與脂肪族一元醇部分醚化或全部醚化二得到的產(chǎn)物。根據(jù)采用的氨基化合物的不同可分為四類:脲醛樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂、苯代三聚氰胺樹(shù)脂、共聚樹(shù)脂。
  若作為漆膜若單獨(dú)用氨基樹(shù)脂,制得漆膜太硬,而且發(fā)脆,對(duì)底材附著力差,所以通常和能與氨基樹(shù)脂相容,并且通過(guò)加熱可交聯(lián)的其它類型樹(shù)脂合用,他可作為油改性醇酸樹(shù)脂、飽和聚酯樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、環(huán)氧酯等的交聯(lián)劑,這樣的匹配,通過(guò)加熱能夠得到三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的有強(qiáng)韌性的漆膜,根據(jù)所使用的氨基樹(shù)脂和匹配的其它樹(shù)脂的變化,得到的漆膜也各有特色。
  用氨基樹(shù)脂作交聯(lián)劑的漆膜具有優(yōu)良的光澤、保色性、硬度、耐藥品性、耐水及耐侯性等,因此,以氨基樹(shù)脂作交聯(lián)劑的涂料廣泛地應(yīng)用與汽車、工農(nóng)業(yè)機(jī)械、剛制家具、家用電器和金屬預(yù)涂等工業(yè)涂料。氨基樹(shù)脂在酸催化劑存在時(shí),可在底溫烘烤或在室溫固化,這種性能可用于反應(yīng)性的二液型木材涂裝和汽車修補(bǔ)用涂料。
  UF在造紙中的應(yīng)用
  作為紙張濕強(qiáng)劑
  纖維是親水性的,一般紙張被水濕透后,纖維發(fā)生膨脹,纖維之間鍵力減弱,從而失去其大部分強(qiáng)度,余下部分強(qiáng)度通常稱為濕強(qiáng)度。一般來(lái)說(shuō),濕強(qiáng)度大于15%的紙就成為濕強(qiáng)紙。由于脲醛樹(shù)脂為非離子性,故不能被帶陰性電荷的紙纖維較好的吸附,因此,用作紙張濕強(qiáng)劑時(shí)不能直接在漿內(nèi)添加,而只能用浸漬法(如表面涂布)。
  脲醛樹(shù)脂作為紙張濕強(qiáng)劑,其樹(shù)脂間的化學(xué)交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包裹在纖維周圍,這種化學(xué)交聯(lián)不會(huì)被水解,從而阻止了紙中的半纖維素的吸水膨脹,減少了紙張?jiān)跐?rùn)濕條件下的強(qiáng)度下降,像一個(gè)網(wǎng)子一樣,束縛了纖維的潤(rùn)漲,從而保持了紙張的濕強(qiáng)度。
  傳統(tǒng)的脲醛樹(shù)脂(UF)由于有游離甲醛危害,國(guó)外已禁用,而不含甲醛的濕強(qiáng)劑成本比較高,因此人們開(kāi)始對(duì)改性脲醛樹(shù)脂進(jìn)行研究。以乙二醛部分或全部代替甲醛合成脲醛樹(shù)脂的合成條件以及產(chǎn)物對(duì)紙張的濕強(qiáng)效果,結(jié)果表明產(chǎn)物無(wú)污染、穩(wěn)定性能好、增強(qiáng)效果明顯。
  作為涂布交聯(lián)劑
  交聯(lián)劑也可稱為硬化劑,由于某些涂布紙需經(jīng)濕壓光、膠版印刷、放置室外等與水接觸的情況,因此涂布干燥后必須具有抗?jié)裥浴Mǔ:铣删酆衔锬z乳具有良好的抗水性,但淀粉、聚乙烯醇、蛋白質(zhì)、海藻酸鈉等天然涂布粘合劑和表面施膠劑的抗水性很差,需要使用交聯(lián)劑以增強(qiáng)涂布紙張耐濕摩擦能力,特別對(duì)于膠版印刷,耐濕摩擦是很重要的指標(biāo)。
  王蕾,苗宗成等人采用苯酚改性脲醛樹(shù)脂(PUF),它克服了脲醛樹(shù)脂(UF)耐水、耐熱、耐老化性能差及使用過(guò)程中釋放甲醛、貯存期短等缺點(diǎn)。并對(duì)苯酚改性脲醛樹(shù)脂涂布紙抗水性進(jìn)行了測(cè)試,得出其在造紙抗水劑領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
作為膠體絮凝劑
  陽(yáng)離子型改性脲醛樹(shù)脂季銨鹽(MU-FRQA)是一種新型的高分子絮凝劑,水溶性較好,生產(chǎn)成本低,對(duì)陰離子性膠體的絮凝效果好。龔福忠等人以尿素、甲醛、環(huán)氧氯丙烷、三甲胺為原料,合成了水溶性陽(yáng)離子脲醛樹(shù)脂季銨鹽,用紅外光譜進(jìn)行了表征,測(cè)定了該合成產(chǎn)物的表面活性,用膠體化學(xué)方法研究了加入陽(yáng)離子型改性脲醛樹(shù)脂季銨鹽后黏土懸浮分散體系的電動(dòng)電位和等電點(diǎn)以及絮凝體粒徑大小變化,得到了一些有意義的結(jié)果。
作為造紙膠粘劑
  脲醛樹(shù)脂膠粘劑是一種熱固性樹(shù)脂,價(jià)格低廉、原料易得、能夠在常溫下迅速固化膠層沒(méi)有顏色且耐老化等優(yōu)點(diǎn)。但是脲醛樹(shù)脂最主要缺陷是在使用過(guò)程中會(huì)釋放出甲醛,并且制品在使用過(guò)程中,也可能不斷釋放出甲醛。釋放甲醛的原因主要是脲醛樹(shù)脂膠中存在的游離甲醛;其次是樹(shù)脂合成中甲醛與尿素反應(yīng)生成不穩(wěn)定的亞甲基醚鍵,在熱壓和使用過(guò)程中分解釋放出甲醛。
  吳蓁等人采用特的羥基丙烯酸酯樹(shù)脂(乳液)及端異氰酸酯基水性聚氨酯樹(shù)脂,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種新型改性劑既可降低游離甲醛含量,又能明顯提高粘合強(qiáng)度及耐水性,且改性效果隨改性劑用量的增加而增加。其中,聚氨酯樹(shù)脂對(duì)脲醛樹(shù)脂黏合強(qiáng)度的改進(jìn)最為明顯,但對(duì)耐水性的改性效果稍差;而高羥基含量的丙烯酸酯樹(shù)脂比低羥基含量的改性效果好。林武滔等人[15]采用PVA和三聚氰胺改性脲醛樹(shù)脂,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):PVA的加人可以降低膠粘劑中的游離醛含量,提高其貯存穩(wěn)定性。三聚氰胺的加人使膠粘劑的耐水性能有較大的提高,游離醛含量也有所下降。
  MF在造紙中的應(yīng)用
  改性原理
  由于樹(shù)脂中上含有大量亞胺基和叔胺基,含有孤對(duì)電子,只有在強(qiáng)酸性介質(zhì)中才能顯陽(yáng)離子性,而在弱酸性條件下主要以游離胺形式存在,胺基陽(yáng)離子的濃度很低。這種結(jié)構(gòu)與性能決定了樹(shù)脂只有在強(qiáng)酸性介質(zhì)中具有較大的溶解度。所以改性主要是提高其水溶性,引入較多的極性基或季錢基,使其可在較寬值范圍內(nèi)顯示陽(yáng)離子性,達(dá)到與纖維結(jié)合的目的[18~20]。
作為造紙用濕強(qiáng)劑
  三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(MF)是中國(guó)造紙工業(yè)中廣泛使用的一種濕強(qiáng)劑、抗水劑。可以直接加入到漿內(nèi)經(jīng)過(guò)熱干燥后紙張便可獲得良好的濕強(qiáng)度。用多聚甲醛代替甲醛溶液,并且使用小分子醇作為醚化劑,少量醇胺控制分子質(zhì)量,三步合成法制備了一種高固含量、穩(wěn)定性提高的改性MF濕強(qiáng)劑,研究表明,以甲醇醚化多聚甲醛和三聚氰胺制備了一種穩(wěn)定性大于6個(gè)月的高固含量醚化改性MF,其對(duì)紙張?jiān)鰸駨?qiáng)效果(紙張濕強(qiáng)度保留率為24%)稍低于目前普遍使用的MF,但其穩(wěn)定性具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
  用作絮凝劑
  絮凝劑分為無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑,前者如明礬、聚鋁和聚鐵是早期使用的絮凝劑;有機(jī)高分子絮凝劑是上世紀(jì)六十年代發(fā)展起來(lái)的,它包括陰離子型(如聚丙烯酸鈉、水解聚丙烯酰胺、順丁烯二酸酐共聚物等)、非離子型(如聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯等)和陽(yáng)離子型(如聚乙烯吡啶·苯胺-甲醛樹(shù)脂等)三種類型
用作膠粘劑
  三聚氰胺甲醛樹(shù)脂是用三聚氰胺與甲醛經(jīng)甲基化反應(yīng)再縮聚制得的一種用途廣泛的熱固性氨基樹(shù)脂。它可以作為膠粘劑、層壓材料、涂料、模塑料用樹(shù)脂,又可以作為織物、紙張、皮革等的處理劑。
  因亞甲基兩端連有位阻很大的三嗪環(huán),并且多個(gè)亞甲基同三嗪環(huán)間相互交錯(cuò),所以固化后樹(shù)脂硬度大,不易彎曲、伸展,幾乎沒(méi)有韌性。交聯(lián)密度越大,樹(shù)脂固化后沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度越低。為了提高強(qiáng)度,降低脆性,馬天信[28]使用聚乙二醇對(duì)三聚氰胺樹(shù)脂進(jìn)行了改性,得到了一種柔性較好的樹(shù)脂。用作膠粘劑、層壓板、涂料、模塑料時(shí),沖擊強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度大大提高。
  PAE在造紙中的應(yīng)用
  聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂(簡(jiǎn)稱PAE樹(shù)脂)屬于一類水溶性、陽(yáng)離子型、熱固性樹(shù)脂,具有濕增強(qiáng)效果好,無(wú)甲醛,用量少,且成紙返黃少,無(wú)毒害,使用方便,損紙回收容易,適合中堿性抄紙,且兼有助留、助濾作用等優(yōu)點(diǎn)[32~35],近年來(lái)在中國(guó)造紙工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,但該類產(chǎn)品成本較高。
作為濕強(qiáng)劑
  濕強(qiáng)樹(shù)脂應(yīng)用于造紙工業(yè),能顯著地提高紙張的濕強(qiáng)度等性能,因?yàn)镻AE樹(shù)脂含有胺基、環(huán)氧基和氮雜丁烷型陽(yáng)離子,而纖維表面有羥基、醛基和羧基等反應(yīng)基團(tuán)。PAE樹(shù)脂分子與纖維表面反應(yīng)基團(tuán)產(chǎn)生交聯(lián)作用。
  一般認(rèn)為濕強(qiáng)的機(jī)理一種是“均交聯(lián)”機(jī)理。這種機(jī)理認(rèn)為,所加的樹(shù)脂部分沉積于纖維之間或吸附于纖維表面,當(dāng)紙頁(yè)干燥時(shí),這些樹(shù)脂相互交聯(lián)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。另一種是“共交聯(lián)”理論,這種理論認(rèn)為,濕強(qiáng)樹(shù)脂的初期是一種低分子量能溶于水的樹(shù)脂加入紙漿后滲入至纖維的表面和內(nèi)部,與纖維分子發(fā)生有效的交聯(lián)。
作為抗水劑
  聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷(PAE)是一類陽(yáng)離子聚合物,多年來(lái)用作增濕強(qiáng)劑,作為抗水劑時(shí)因其含固量低,需在堿性條件下熟化因而受到限制。根據(jù)造紙涂布的實(shí)際需要,趙懷禮[37]制備了高含固量、穩(wěn)定性好的聚脲改性聚酰胺多胺環(huán)氧氯丙烷抗水劑(PUAE)[38~39],它具有明顯的增濕強(qiáng)和表面抗水效果,是新型的環(huán)境友好型抗水劑。
  其他氨基樹(shù)脂
  丙烯酰胺類聚合物
  聚丙烯酰胺是通過(guò)自由基鏈反應(yīng)由丙烯酰胺單體聚合而成,丙烯酰胺90%用于合成聚丙烯酰胺及其改性物。用于造紙的PAM其相對(duì)分子量質(zhì)量為100萬(wàn)~500萬(wàn)的產(chǎn)品,可用作助留、助濾和增強(qiáng)劑;超過(guò)500萬(wàn)的,可用作絮凝劑用于造紙廢水處理;低于一百萬(wàn)的則用作長(zhǎng)纖維和顏料的分散劑。
陰離子型聚丙烯酰胺
  五色粘稠狀液體,pH值7~8,平均相對(duì)分子量一般在100萬(wàn)以上,易溶于水幾乎不溶于有機(jī)溶劑,在中性和堿性介質(zhì)中呈高聚合物電解質(zhì)特性,對(duì)鹽類電解質(zhì)敏感,與高價(jià)金屬離子能交聯(lián)成不溶性的膠體,主要用作助留劑、增強(qiáng)劑、表面施膠劑和水處理劑,還可用作涂布分散劑和成膜劑。分子量大于350萬(wàn)的可作分散劑,對(duì)長(zhǎng)纖維的分散有特別好的效果。
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺
  水溶性高分子聚電解質(zhì),無(wú)毒、無(wú)味,易溶于水不溶于有機(jī)溶劑,分子鏈上帶有正電荷活性基團(tuán),有優(yōu)異的絮凝作用。因此可用作絮凝劑,在造紙中可用作紙張干強(qiáng)劑、助留劑、助濾劑能極大提高紙的質(zhì)量,節(jié)約成本,提高紙廠的生產(chǎn)能力。
兩性聚丙烯酰胺
  廢紙張的大量使用,短纖維原料的增加,造紙白水的高度循環(huán)利用,造紙系統(tǒng)向中性/堿性體系的發(fā)展等等,使造紙濕部產(chǎn)生了一個(gè)新的障礙,即陰離子雜質(zhì)的聚集和積累,致使紙頁(yè)的成形條件惡化,大大削弱了陰離子型聚丙烯酰胺助留助濾體系的效果,甚至完全失效。
苯胺甲醛樹(shù)脂
  苯胺甲醛樹(shù)脂,英文名稱為aniline-form-aldehyde resin,造紙中主要用于制作紙張層壓晶,也可以作為環(huán)氧樹(shù)脂的硬化劑。有良好的耐氣候性、耐紫外線、耐水性、耐油性和耐堿性等。
  苯胺縮聚物化合物有很多用途,其中之一就是用來(lái)作酸性介質(zhì)緩蝕劑。由于它具有優(yōu)良的緩蝕性能,因此被廣泛地應(yīng)用于酸性介質(zhì)體系中。

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