馮海燕 劉燁晗 劉懷雙

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引言

三聚氰胺甲醛樹脂的簡稱是三聚氰胺樹脂，屬于一種重要的三嗪環(huán)化合物，它主要是有三聚氰胺和甲醛發(fā)生加成反應(yīng)，之后再通過脫水縮合形成的一種聚合物。三聚氰胺樹脂材料的性能較為優(yōu)越，首先由于它的耐水性、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性等，可以將其用在制造模塑料當(dāng)中；其次，由于其結(jié)實性和耐高溫性，還可以將其用在人造板的生產(chǎn)建造當(dāng)中；最后，三聚氰胺樹脂材料還可以用在涂料的生產(chǎn)當(dāng)中。三聚氰胺樹脂材料在人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中的應(yīng)用范圍非常廣泛，因此通過改性之后的三聚氰胺樹脂材料不僅可以提高其應(yīng)用范圍，而且使用安全性和使用穩(wěn)定性大大提高。本文通過對改型三聚氰胺樹脂材料進行詳細的分析和研究，通過分析希望可以明確確定改性三聚氰胺樹脂材料的各種優(yōu)勢性能，進而幫助解決提高我國三聚氰胺樹脂材料的生產(chǎn)質(zhì)量。

1 三聚氰胺樹脂改性的方法

1.1 物理改性

想要全面提高改性三聚氰胺樹脂材料的性能，首先需要確定三聚氰胺樹脂材料的改性方法，物理改性是對三聚氰胺樹脂材料進行改性的其中一種重要的方法。在物理改性的過程中，主要是依靠在三聚氰胺樹脂材料后段加入一定量的物理改性劑，通過此種方法可以阻斷三聚氰胺樹脂內(nèi)三嗪環(huán)的相互靠近，從而能夠不斷地增加三嗪環(huán)之間距離，最終達到改性的作用。

1.2 化學(xué)改性

除了進行物理改性以外，化學(xué)改性也是改進三聚氰胺樹脂材料的其中一種方法?；瘜W(xué)改性是通過改性劑與縮聚單體直接進行反應(yīng)，使其形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，從而使樹脂大分子結(jié)構(gòu)與連接序列分布更加整齊，從而達到改性三聚氰胺樹脂材料，增加三聚氰胺樹脂材料韌性的目的。

2 樹脂合成的影響因素

在三聚氰胺數(shù)值材料合成的過程當(dāng)中，出現(xiàn)了多種影響因素，其中反應(yīng)物配比、反應(yīng)溫度、pH、反應(yīng)終點的控制等是影響三聚氰胺樹脂材料合成的主要因素。

2.1 pH的影響

pH值是影響三聚氰胺甲醛樹脂材料進行生產(chǎn)加工的主要原因，通常情況下，在對三聚氰胺甲醛數(shù)值材料加工生產(chǎn)的情況下，都是在堿-酸-堿的條件下進行反應(yīng)的。如果在三聚氰胺甲醛樹脂材料生產(chǎn)加工的過程中，反應(yīng)條件是強酸性，那么在這過程中就會產(chǎn)生較多的亞甲基三聚氰胺沉淀，一旦有該沉淀產(chǎn)生，不僅不利于后期樹脂溶液的生產(chǎn)加工，而且還會導(dǎo)致出現(xiàn)性能方面的影響。如果在三聚氰胺甲醛樹脂材料生產(chǎn)加工的過程當(dāng)中，反應(yīng)條件是在強酸性的條件下進行，那么也可能形成亞甲基橋。為了能夠從根本上解決三聚氰胺甲醛樹脂材料在生產(chǎn)加工過程中的各種酸堿性條件，在實驗最開始階段，需要將反應(yīng)液的pH調(diào)節(jié)在8.5~9.0左右，這樣不僅能夠保證在反應(yīng)過程中pH保持在7.0~7.5，而且還可以確保整個實驗過程的完整性。

2.2 反應(yīng)物的配比

三聚氰胺樹脂原材料的反應(yīng)物配比也是影響整個實驗過程的合成速度和合成性能的主要影響因素[1]。在三聚氰胺和甲醛材料兩種物質(zhì)不同的配比之下，會形成一至六羥甲基三聚氰胺，如果所加入的三聚氰胺樹脂材料和甲醛樹脂材料的量過少，則會生成羥甲基三聚氰胺，性能非常的不穩(wěn)定，還會留下許多未反應(yīng)的活潑氫原子。主要原因是三聚氰胺樹脂材料與甲醛材料在反映的過程當(dāng)中，羥甲基與羥甲基之間是分兩步反應(yīng)的，因此兩者之間物質(zhì)的量比越高，那么生成的三羥甲基三聚氰胺就更加的穩(wěn)定，從而還可以全面保證三聚氰胺樹脂材料的性能。

2.3 反應(yīng)溫度

在對改性三聚氰胺樹脂材料和甲醛材料混合生產(chǎn)的過程當(dāng)中，要保證整個實驗過程的反應(yīng)溫度在75~85℃之間，如果溫度夠高，那么就會導(dǎo)致樹脂材料的反應(yīng)速度加快，影響樹脂材料生成的穩(wěn)定性，如果溫度過低，那么就會導(dǎo)致樹脂材料的縮聚反應(yīng)中產(chǎn)生一定的問題，影響樹脂材料后期的使用質(zhì)量。

2.4 反應(yīng)終點的控制

當(dāng)三聚氰胺樹脂材料加工到最后一階段時，要合理的控制三聚氰胺反應(yīng)終點的速度，因為數(shù)值反應(yīng)的終點速度控制，對三聚氰胺樹脂材料之后的穩(wěn)定性有很大的影響，如果三聚氰胺樹脂材料后期反應(yīng)終點的控制時間不當(dāng)，那么就會導(dǎo)致三聚氰胺樹脂材料的穩(wěn)定性變差，黏性降低。

3 三聚氰胺樹脂的合成工藝

三聚氰胺樹脂材料的生產(chǎn)加工并不是一步完成的，而是分階段進行的，第一步是三聚氰胺和甲醛在中性的環(huán)境下發(fā)生加成反應(yīng)，進而生成穩(wěn)定的羥甲基三聚氰胺；第二步進行縮聚反應(yīng)，形成熱固性樹脂材料。在各個反應(yīng)發(fā)生的過程當(dāng)中，原料組分的物質(zhì)的量之比、反應(yīng)介質(zhì)的pH、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間，以及原材料質(zhì)量與反應(yīng)終點的控制等因素，都會影響三聚氰胺樹脂材料的正常合成。

3.1 三聚氰胺與甲醛的物質(zhì)的量之比

三聚氰胺與甲醛的物質(zhì)的量之比直接會影響后期改性三聚氰胺的生產(chǎn)性能，如果在生產(chǎn)加工過程中，三聚氰胺與甲醛物質(zhì)量之比控制在1︰2以下，那么所生產(chǎn)的膠合板強度就會有所下降，不利于整個膠合板后期的正常使用，當(dāng)三聚氰胺與甲醛的物質(zhì)量之比在1︰3時，那么就會導(dǎo)致后期交合板在使用過程中濕強度下降，不利于膠合板性能的發(fā)揮，因此在三聚氰胺與甲醛材料生產(chǎn)膠合板的過程當(dāng)中，應(yīng)該將其物質(zhì)量控制在1︰2~1︰3之間[2]。

3.2 催化劑的選擇及反應(yīng)介質(zhì)的pH 值

為了能夠保證三聚氰胺樹脂材料與甲醛材料兩者之間的性能，可以在三聚氰胺與甲醛材料生產(chǎn)加工的過程中添加NaOH作為催化劑，主要原因在于在生產(chǎn)加工過程中，隨著反應(yīng)的進行，整個反應(yīng)內(nèi)的pH有所降低，如果pH不穩(wěn)定，會導(dǎo)致三聚氰胺與樹脂材料后期的聚合速度產(chǎn)生一定的影響，因此加入一定量的NaOH，可以保證反應(yīng)體系內(nèi)的酸堿平衡，有利于保證整個實驗反應(yīng)在穩(wěn)定的情況下進行。如果在反應(yīng)過程中堿性較低，那么生成的樹脂材料黏性就會越高，越有利于后期的使用。

3.3 反應(yīng)溫度及反應(yīng)終點的控制

在三聚氰胺樹脂材料和甲醛樹脂材料生產(chǎn)加工過程中，要保證其反應(yīng)溫度控制在75~85℃左右。如果整個環(huán)境的溫度過高，那么就會導(dǎo)致三聚氰胺分子與甲醛分子的正常結(jié)合，影響后期三聚氰胺甲醛樹脂材料的使用性能，因此需要合理的控制整個反控環(huán)境下的溫度。除此之外，反應(yīng)終點的控制也是非常重要的，如果控制不當(dāng)，會導(dǎo)致三聚氰胺樹脂材料過度反應(yīng)，所生成的材料性能會大大降低。

4 三聚氰胺甲醛樹脂改性研究進展

4.1 三聚氰胺甲醛樹脂的增韌改性

現(xiàn)階段對三聚氰胺甲醛樹脂材料的改性，主要可以體現(xiàn)在能夠全面增強其韌性的過程當(dāng)中，因此在對三聚氰胺甲醛樹脂材料進行改性研究的過程當(dāng)中，主要還是能夠通過改變其化學(xué)鍵或者性能結(jié)構(gòu)，使其韌性不斷增加[3]。改變韌性最多的方法就是在三聚氰胺與甲醛樹脂材料反應(yīng)柔性較大的區(qū)域，加入大量的聚乙烯醇大分子，經(jīng)過不斷的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生一定量的縮醛化產(chǎn)物，在縮醛化產(chǎn)物的影響之下，可以有效降低三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)，從而達到增加三聚氰胺甲醛樹脂材料韌性的目的。根據(jù)現(xiàn)階段實驗研究的情況來看，部分學(xué)者為了能夠提高三聚氰胺甲醛樹脂材料的韌性，在實驗研究過程中加入乙二醇、三羥基丙烷和間苯二酚，通過此舉，三聚氰胺的韌性大大提高。

4.2 三聚氰胺甲醛樹脂固含量的提高

在一般情況下，當(dāng)三聚氰胺與甲醛發(fā)生聚合反應(yīng)時，水作為主要的介質(zhì)，可以將羥甲基化三聚氰胺和水進行混溶，所以在整個反應(yīng)發(fā)生過程中，水所發(fā)揮的是媒介作用，不會影響后期三聚氰胺甲醛數(shù)值材料反應(yīng)的溶解度，也不會對三聚氰胺甲醛數(shù)值材料后期的性能產(chǎn)生一定的影響。因此在三聚氰胺樹脂材料加工生產(chǎn)過程中，應(yīng)該盡可能地減少樹脂中的水，使其的酸堿性更加平衡。

4.3 三聚氰胺甲醛樹脂貯存穩(wěn)定性的提高

在生產(chǎn)加工過程中，三聚氰胺的穩(wěn)定性也會直接影響三聚氰胺甲醛樹脂材料后期的正常儲存[4]。造成三聚氰胺穩(wěn)定性不高的主要原因是在于羥甲基化的作用，在這一過程中，三聚氰胺內(nèi)分子的性質(zhì)會發(fā)生一定的變化，在內(nèi)部之間會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而影響三聚氰胺數(shù)據(jù)材料后期的黏度。目前為了能夠解決三聚氰胺甲醛樹脂材料后期的穩(wěn)定性，主要可以通過改變?nèi)矍璋返膬Υ嫘螤?；在生產(chǎn)加工以及建設(shè)過程中過多的關(guān)注pH，或者在生產(chǎn)加工過程加入無機鹽或有機堿的方法，進而保證在生產(chǎn)加工過程中，三聚氰胺的生產(chǎn)環(huán)境，通過以上各種方法來增強整個三聚氰胺甲醛數(shù)值材料的穩(wěn)定性。

4.4 三聚氰胺甲醛樹脂游離甲醛含量的降低

在三聚氰胺樹脂材料與甲醛樹脂材料生產(chǎn)加工的過程當(dāng)中，由于甲醛的穩(wěn)定性較差，因此甲醛非常容易揮發(fā)到空氣中，給生產(chǎn)加工的員工帶來一定的生命安全。面對這種情況，現(xiàn)階段的處理方法可以分為減壓法和加入添加劑兩種形式，在三聚氰胺和甲醛樹脂材料生產(chǎn)加工過程中加入一定量的甲醛綜合劑，可以增加甲醛材料的穩(wěn)定性，進而有效避免甲醛材料揮發(fā)到空氣。

5 三聚氰胺甲醛樹脂的應(yīng)用

現(xiàn)階段三聚氰胺甲醛數(shù)值材料的發(fā)展已經(jīng)越來越快，不少已經(jīng)合成的三聚氰胺甲醛樹脂材料投入工業(yè)生產(chǎn)和實際的生活當(dāng)中[5]。①在人造板方面的應(yīng)用，三聚氰胺甲醛樹脂材料可以作為一種膠粘劑，制造出多種多樣的人造板類型，而且制造出的人造板色澤更加豐富，硬度更強，耐磨耐熱性更強，符合現(xiàn)階段對人造板的基本需求。②在發(fā)泡技術(shù)方面的應(yīng)用，經(jīng)過三聚氰胺甲醛樹脂材料所生產(chǎn)出的發(fā)泡里面可以在高溫的環(huán)境下進行使用，其使用穩(wěn)定性更強，還可以隔絕噪音，達到環(huán)保的目的，非常有利于后期我國工業(yè)生產(chǎn)。現(xiàn)階段已經(jīng)普遍使用在軌道交通和建筑工程建設(shè)等方面。③三聚氰胺樹脂材料還可以用在涂料生產(chǎn)等方面。通過使用三聚氰胺和甲醛樹脂材料所生產(chǎn)出來的涂料，溫度控制更加的便捷，現(xiàn)階段已經(jīng)普遍的使用在汽車生產(chǎn)和家電生產(chǎn)等方面。④三聚氰胺樹脂在木材工業(yè)應(yīng)用等方面的應(yīng)用，三聚氰胺樹脂材料的穩(wěn)定性非常有利于木材工業(yè)行業(yè)的發(fā)展，主要原因在于在三聚氰胺樹脂材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程中，會形成各種低分子小體積的氫鍵，這些氫鍵撐脹細胞壁的效果較好，可以保證木材的使用穩(wěn)定性，而且還可以確保木材后期的疏水性能，保證木材的使用安全性，有效避免木材后期出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。但是如果將三聚氰胺樹脂材料運用在木材工業(yè)行業(yè)，會使其生產(chǎn)成本大大增加，不利于工業(yè)生產(chǎn)制造，后期還需要根據(jù)相應(yīng)樹脂材料的性能進行不斷的改進，使其能夠滿足最基本的生產(chǎn)成本要求。

6 結(jié)束語

綜上所述，三聚氰胺甲醛樹脂材料對人們的生產(chǎn)生活都會產(chǎn)生一定的影響，而且在現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)發(fā)展的情況之下，三聚氰胺甲醛樹脂材料的發(fā)展也有了不小的進步，但是在性能使用方面還存在一定的問題，還需要我國不斷投入更大的資金和研究力量。三聚氰胺樹脂材料的環(huán)保性更強，非常符合現(xiàn)階段人們對生活的需求，所以說三聚氰胺甲醛樹脂材料是后期進行材料研究的重點內(nèi)容。