全 文 ：第 !" 卷 第 # 期
$ % # % 年 # 月
林 业 科 学
&’()*+(, &(-.,) &(*(’,)
./01 !"，*/1 #
2345，$ % # %
利用响应曲面法优化脲醛树脂合成工艺
顾继友6 赵佳宁6 倪荣超
（东北林业大学材料科学与工程学院 6 哈尔滨 #7%%!%）
摘 6 要：6 使用响应曲面法研究尿素添加次数和尿素添加时间间隔对脲醛树脂性能和其板材性能的影响，使用傅
里叶红外光谱仪定性分析尿素添加次数和尿素添加时间间隔对脲醛树脂主要基团的影响。结果表明：尿素添加次
数和尿素添加时间间隔对脲醛树脂的固体含量及固化时间影响不大，而对黏度、树脂中羟甲基含量、游离甲醛含
量、各主要基团含量和板材的性能有很大影响。树脂合成工艺中 $ 次添加尿素，间隔时间 $% 894 时，树脂和板材性
能比较好。
关键词：6 尿素；脲醛树脂；响应曲面法；:+(;
中图分类号：+ =#6 6 6 文献标识码：,6 6 6 文章编号：#%%# ? @!AA（$%#%）%# ? %#%# ? %"
收稿日期：$%%A ? ## ? #$。
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<=9#4’/#：6 +FI IJJIHK /J CLI3 3MM9K9/4 4C8NIL 34M 94KILO30 /4 KFI PILJ/L834HI /J CLI3QJ/L830MIFDMI LIR94R 34M KFI
PL/PILK9IR /J P0DS//M SILI RKCM9IM ND LIRP/4RI RCLJ3HI 8IKF/M/0/GD J/L KFI J9LRK K98I5 +FI 8394 HFI89H30 GL/CPR SILI
TC309K3K9OI 3430DUIM CR94G :+(; J/L IVP0/L94G KFI IJJIHK /J CLI3 3MM9K9/4 4C8NIL 34M 94KILO30 /4 KFIRI GL/CPR5 +FI LIRC0KR
RF/SIM KF3K KFI R/09M H/4KI4K 34M HCL94G K98I /J W:（CLI3QJ/L830MIFDMI）LIR94R H34 4/K NI 4/K3N0D 3JJIHKIM ND KFI 4C8NIL
/J 3MM9K9/4R 34M KFI 94KILO30 /J CLI35 34M KFI O9RH/R9KD，FDML/8IKFD0 H/4KI4K，JLII J/L830MIFDMI H/4KI4K /J KFI W: LIR94R
34M PL/PILK9IR /J P0DS//M SILI PL/894I4K0D 3JJIHKIM ND KFI 4C8NIL /J 3MM9K9/4R 34M KFI 94KILO30 NIKSII4 3MM9K9/4R /J CLI35
+FI 8394 HFI89H30 GL/CPR /J W: LIR94R SILI 94J0CI4HIM ND KFI 4C8NIL /J 3MM9K9/4R 34M KFI 94KILO30 /J CLI35 XFI4 KFI
4C8NIL /J 3MM9K9/4R SILI KS/ 34M KFI 94KILO30 /J CLI3 S3R $% 894，KFI PILJ/L834HI /J W: LIR94R 34M KFI PL/PILK9IR /J
P0DS//M SILI NIKKIL5
>,. ?(479：6 CLI3；CLI3QJ/L830MIFDMI（W:）LIR94R；LIRP/4RI RCLJ3HI 8IKF/M/0/GD；:+(;
6 6 脲醛树脂是应用最为广泛的氨基树脂，具有价
格便宜、固化迅速、制品色浅、不易燃烧等优点，但也
存在释放甲醛、耐水性差等缺点。虽然 W: 树脂的
合成原料只有尿素和甲醛 $ 种物质，但是树脂合成、
树脂储存和固化都是影响树脂应用性能的重要因
素。因此，改变 W: 树脂合成条件，使树脂结构和合
成工艺合理，合成性能相对较好的 W: 树脂是研究
重点（ Y98，#ZZZ；$%%%；$%%#；Y98 $# "’9，$%%#；
$%%=）。脲醛树脂主要有 $ 种形成路线。第 # 种是
弱碱 ?弱酸 ?弱碱的传统工艺路线，脲醛树脂合成
主要由加成反应和缩聚反应 $ 个阶段组成，即碱性
条件下羟甲基化和酸性条件下生成聚合物（ &8DKFI，
#Z7#；[I 2/4G $# "’9，#Z7$3；#Z7$N；#Z7$H；#Z7=3；
#Z7=N）。实际上此 $ 个阶段的反应没有明显界限，
只是在一定条件下某种反应更占优势而己。介于 $
种反应之间是多变区，就得严格控制条件，使反应沿
着最佳产品方向进行。第 $ 种是强酸 ?弱酸 ?弱碱
的低温合成工艺路线。强酸条件其 P\&=1 %，在酸
性介质中反应的活化能低，有利于缩聚反应的进行。
亚甲基化速度高于羟甲基化速度，羟甲基一旦形成
便迅速转化为亚甲基，这一特征在强酸环境下得以
充分体现，而且初期产物中羟甲基的含量明显低于
总亚甲基的含量（]IDIL，#Z@Z），羟甲基脲一旦形成
立即分子内失水形成不含羟甲基的 WL/4 环。但是，
这 $ 种路线都存在缺点，在弱酸性条件下树脂及其
板材性能和树脂成本之间能达到较好平衡。本文以
弱酸性条件合成脲醛树脂为研究的切入点，采用红
外光谱和化学分析等手段，分析碱性条件下尿素添
加次数和添加时间间隔对脲醛树脂性能和板材性能
的影响，揭示尿素在脲醛树脂合成中的作用。
林 业 科 学 !" 卷 #
$ # 脲醛树脂现代合成的相关理论
# # %&’&(（$)*)）指出碱性 +, 值条件促进了醚键
的生成，但这些醚键只是链状的分子，而不是 -(./
环。从此，糠醛理论开始快速发展，其核心是在特殊
的碱性或者酸性反应条件下，使尿素与甲醛反应生
成一定数量的 -(./ 环（氧杂 0 1，2 二氮环己基 0 !
0酮）结构小分子，然后进一步聚合成具有 -(./ 环
链节的高分子。
3455./（$)6"）指出在 +, 7 )8 2 的条件下，延
长反应时间至 $ 9，不但可以减少链状醚键的生成，
还可以生成一定数量的 -(./ 环。但人们一般还是
在酸性条件生成一定数量的 -(./ 环，因为在碱性条
件下 -(./ 环的生成速度缓慢，反应时间延长不适合
在实际生产中的应用。
酸性介质中反应的活化能低，有利于缩聚反应
的进行（林爱娇等，$))"）。同时，在酸性条件下分
为 1 种情况：一种是强酸条件其 +,&18 :，前面已
介绍；另一种情况是 +, 7 !8 2，这种条件下，亚甲基
化速度与羟甲基化速度相近，反应结果生成以次甲
基键交联的齐聚物，生成 -(./ 环的速度减慢；最后
一种情况 +, ; !8 2，这种条件下，羟甲基化速度高于
亚甲基化速度，生成一定带支链的线性化合物，并且
羟甲基脲分子内失水生成一定量的一羟甲基和二羟
甲基 -(./ 环。
酸性条件下树脂的反应机制与传统机制不同
（李兰亭，$)6)）。尿素与甲醛在酸性条件下的加成
机制，是甲醛受氢离子的作用，首先生成带正电荷的
次甲醇：
<,=> ? ,=>’,>—<,=—>,，
,>—<,=—>, ?
.,’.<,=>, ? ,=>。
带正电荷的次甲醇与尿素反应，生成不稳定的
羟甲基脲，它进而缩聚脱水，生成次甲基键连接的低
分子缩聚物或次甲脲：
@,=<>
.@,= ? <,=>,’@,=<>
.@,=<,=>,，
@,=<>
. @,=<,=>,’ @,=<>@,<,=>, ?
. ,
’@,=<>@,
.<,= ? ,=>，
@,=<>@,
. <,= ? @,=<>@,= ’ @,=<>@,
<,.= @,=<>@,=，
’@,=<>@,<,=@,<>@,= ?
.,，
或 @,=<>@,= ? =<,=> ’<,=@<>@<,= ? ,=>（ +,
&18 :）。
A&B&/C+D&E（$)")）发现复杂反应中，反应物添加
次数和间隔时间对获得合理的产物结构、分子质量
分布等具有重要作用，这种理论对于尿素和甲醛这
种逐步聚合反应特别重要。 FDGGD（ $))$；$))!）、
H.IEG(J 等（$)))）、FDGGD 等（$))!）指出合成脲醛树
脂中增加尿素添加次数能增加树脂胶合强度。本文
在前期试验基础上，研究基于响应曲面法的低甲醛
释放量的脲醛树脂工艺。在弱酸 0弱碱 0弱酸 0弱
碱的工艺路线下，研究在第 = 阶段碱性条件下，添加
尿素次数和添加尿素时间间隔对低甲醛释放量脲醛
树脂及其板材性能的影响。
=# 材料与方法
!" #$ 试验原料
尿素：纯度 )6K；甲醛溶液：甲醛含量 1"8 6K；
甲酸溶液：浓度 1:K；氢氧化钠溶液：浓度 1:K。
!" !$ 试验仪器及方法
傅里叶红外光谱仪 %LM@LN O32":，美国尼高
力公司；抽取反应中间产物及液态合成树脂做红外
谱图。
!" %$ 脲醛树脂的合成
尿素和甲醛的反应可以在非常宽泛的条件下进
行，产物受多种因素制约。弱酸性条件起始合成脲
醛树脂工艺是在初始 +, "8 2 左右开始反应，然后调
整 +, 为碱性，在碱性阶段反应大约 ": 5D/ 后，调整
+, 28 !，反应至黏度为 =: C，调整 +, 为碱性，最后冷
却出料。本文主要是应用响应曲面法优化弱酸性条
件起始合成脲醛树脂工艺，在此工艺中只改变碱性
加成阶段尿素添加次数（ !$）和添加尿素时间间隔
（ !=）。+,、反应时间和反应温度不变，试验方案如
表 $ 所示。
表 #$ 树脂合成的试验方案
&’() #$ &*+ +,-+./0+12 -.34+52 36 7812*+7/7 36 .+7/17
试验号
@.N
响应
3I/
类型
P’+&
添加尿素的次数
-(&4 4JJDQD./
/I5R&(
添加尿素的时间间隔
-(&4 4JJDQD./
D/Q&(B4E S 5D/
$ $: T4UQ.(D4E = $:8 ::
= 1 T4UQ.(D4E ! $:8 ::
1 $ T4UQ.(D4E = =:8 ::
! $1 T4UQ.(D4E ! =:8 ::
2 2 LVD4E $ $28 ::
" " LVD4E 2 $28 ::
* ! LVD4E 1 *8 )1
6 6 LVD4E 1 ==8 :*
) $= <&/Q&( 1 $28 ::
$: * <&/Q&( 1 $28 ::
$$ ) <&/Q&( 1 $28 ::
$= = <&/Q&( 1 $28 ::
$1 $$ <&/Q&( 1 $28 ::
=:$
! 第 " 期 顾继友等：利用响应曲面法优化脲醛树脂合成工艺
!" #$ 胶合板试验
#$ %$ "! 原料 ! 单板材料为杨木，厚度 # &&，幅面为
’(( && ) ’(( && ) * &&，含水率为 +, - .,，压制
’ 层胶合板。
#$ %$ #! 胶黏剂的调配 ! 试验填料是面粉，调胶配比
为："(( / 树脂加入 #( / 面粉，" / 01%23，单面涂胶
量约为 "* /。
#$ %$ ’! 工艺参数 ! ’ 层胶合板，芯板施胶量（双面）
为 ’(( /· & 4 #，涂胶后陈化 +( &56，热压温度
"#( 7，热压时间 ’( 8·&& 4 "，热压压力为 ($ . -
"$ ( 9:; ·<& 4 #。
’! 结果与分析
%" &$ 尿素添加次数和添加时间间隔对脲醛树脂性
能的影响
树脂性能按 => ? @ "%(A%$ ’ - "A 4 B’ 标准进行
检测，树脂性能见表 #。
表 !$ 脲醛树脂性能测定结果
’()* !$ ’+, -,./01. 23 4,-32-5(67, 23 89 -,.:6.
试验号
0CD
黏度
E58（&:;·8）
固体含量
HC35I
固化时间
2KL56/
F5&J ? 8
游离甲
醛含量
MLJJ NCL&;3IJOGIJ
羟甲基
含量
9JFOG3C3
" "B. *#$ #. *B$ ’ ($ A. ""$ ##
# #B. *($ "* *’$ A ($ *. "($ #%
’ ’"A %A$ A% *%$ " ($ ++ .$ AB
% "+* *($ #( *A$ B ($ ’+ "($ ##
* %’" *($ "( *’$ B ($ ’A "($ B(
+ #’’ *($ "( *+$ ’ ($ %# B$ +(
A "(% %B$ +( *%$ A ($ ’# "($ B+
. ""( *($ #( *A$ . ($ ’( "($ #(
B .* *($ (( *A$ B ($ ’( "($ #(
"( #%( *($ *( *A$ + ($ +. "($ B’
"" ’#( %B$ *( *.$ % ($ +. "($ ’"
"# "(* *($ ’( **$ % ($ .# B$ ’%
"’ #A( *($ (( *+$ ( ($ *% .$ AB
! ! 通过 PJ85/6QRSTJLF EJL85C6 AD "’ 软件分析，尿
素添加次数和添加时间间隔对树脂黏度（ !!）二次
方程 模 型 !! U #"($ ." V +B$ "("
#
" 4 *#$ .("" 4
($ +B"# 4 .B$ "("" "# 4 ’%$ .B"
#
#（#
# U +(,）相关性比
较大，模型模拟与试验数据模拟比较好。同时由图
" 可知，添加尿素的次数对树脂的黏度影响比较大，
随着添加尿素次数的增多，树脂的黏度下降。这说
明尿素能降低树脂的黏度并且使树脂的分子质量分
布变宽，间接地影响树脂的黏度。
在添加尿素次数相同时，随着添加尿素时间间
隔的延长，树脂中游离甲醛含量降低，但是试验中并
没有发现随着尿素添加次数的增多树脂中游离甲醛
图 "! 尿素添加次数和间隔时间对黏度的影响
M5/D "! @OJ JNNJ56FJLX;3 C6 X58含量降低的现象（图 #）。通过 PJ85/6QRSTJLF EJL85C6
AD "’ 软件分析，响应曲面法所建立的数学模型的确
定系数 ## U #.$ .B，说明所建模型对试验数值拟合
不好，这从另一方面说明尿素添加次数和添加时间
间隔对树脂中游离甲醛影响并不明显。
图 #! 尿素添加次数和间隔时间
对游离甲醛的影响
M5/D #! @OJ JNNJ;6I 56FJLX;3 C6 NLJJ NCL&;3IJOGIJ
%" !$ 尿素添加次数和间隔时间对板材性能的影响
胶合板的胶接强度测定和胶合板的甲醛释放量
的测定依据国家标准 => ? @ B.%+$ A 4 #((% 进行，板
材试件经 +’ 7水浸渍 ’ O 后测试试件的湿强度，测
试结果如表 ’ 所示。
由图 ’ 可知，板材的湿剪切强度总体趋势是随
着尿素添加次数的增多而下降，在添加 # 次尿素时，
板材的湿剪切强度是最高的。添加尿素次数过多，
未反应的尿素增多，板材湿剪切强度将低。添加 ’
次尿素时，间隔时间 A$ B’，##$ (A &56 的湿剪切强度
都低于添加时间间隔为 "*$ (( &56 的强度，说明在
添加 ’ 次尿素时，间隔时间过短或者过长都将对板
’("
林 业 科 学 !" 卷 #
材的湿剪切强度有不利的影响。这说明，在其他合
成工艺参数相同的条件下，多次添加尿素存在一个
最佳的间隔时间。通过对板材的湿剪切强度数据分
析，尿素添加次数和间隔时间所建立的二次方程不
能准确预测板材湿剪切强度变化（!$ % !$& ’!），因
为板材湿剪切强度变化是一种复杂变化过程，涉及
到的影响因素较多，只能通过试验宏观表征板材湿
剪切强度的变化。
表 !" 板材性能测定结果
#$%& !" #’( )(*+,-* ./ 0()/.)1$23( ./ 0,45..6
试验号
()*
干剪切强度
+,- ./012)0
1.,/03.4 5 678
湿剪切强度
9/. ./012)0
1.,/03.4 5 678
甲醛释放量
:),;8<=/4-=/
/;2112)0 5（;3·> ? @）
@ @& AB C& DC @& ’!
$ @& @D C& EA @& $A
B @& C$ C& E’ @& ’’
! @& AA C& ’B @& $!
A @& $’ C& DD @& D!
" @& $" C& ’@ @& @A
E @& B$ C& E! @& !E
’ @& "’ C& E" @& A$
D @& BB C& ’B @& B$
@C @& "E C& ’C @& B’
@@ @& BE @& @D @& $D
@$ @& !C C& DD @& !A
@B @& A$ C& ’$ @& !’
图 B# 尿素添加次数和间隔时间
对湿剪切强度的影响
:23* B# F4/ /GG/H. )G I,/8 8==2.2)0 0I;J/, 80=
20./,K8< )0 L/..203 1.,/03.4
# # 由图 ! 可知，随着尿素添加次数的增多，板材的
甲醛释放量逐渐降低，但是添加尿素增多，板材甲醛
释放量降低有一个限度，当添加尿素的次数超过 B
次以后甲醛释放量变化不大。添加尿素次数相同的
条件下，尿素添加时间间隔长的甲醛释放量低，说明
在相同的搅拌速率和相同的 MN 条件下，尿素添加
时间间隔过短将影响脲醛树脂加成过程中的反应，
图 !# 尿素添加次数和间隔时间
对甲醛释放量的影响
:23* !# F4/ /GG/H. )G I,/8 8==2.2)0 0I;J/, 80=
20./,K8< )0 G),;8<=/4-=/ /;2112)0
也就是说，尿素添加时间间隔过短打破了脲醛树脂
加成过程中的反应平衡，不利于加成过程羟甲基脲
的生成和稳定。通过 +/1230OPQM/,. R/,12)0 E* @B 软
件分析，尿素添加次数和间隔时间对板材甲醛释放
量（ "）影响的二次方程：" % @& BD S C& C’E#$@ ?
C& BB#@ S C& C@B#$ ? C& C@’#@ #$ S C& CEB#
$
$（ !
$ %
DC& DD），! 值大于 DCT，说明该模型拟合程度良好，
试验误差小，可以用此模型对尿素添加次数和间隔
时间对板材甲醛释放量进行预测。
!7 !" 红外光谱分析
利用 6UV(U* WXA"C 傅里叶红外光谱仪和 UFX
附件，得到了这几种树脂的红外光谱图。主要目的
是考察在初始弱酸性条件下合成的树脂是否形成了
与常规工艺合成树脂不同的结构（图 A）。
按照朗伯 ?比尔定律，即可实现基团乃至物质
的定量分析研究：
$ % !&’，
式中：$ 为吸光度；! 为吸光系数；& 为溶液的摩尔
浓度；’ 为样品槽厚度。式中吸光度与物质的浓度
与厚度成正比。吸光系数 ! 是单位浓度、单位厚度
时的吸光度，! 数值的大小与基团的结构、所处的环
境有关，取决于基团振动时偶极矩的变化率（董炎
明，@DDE）。
图 A 的 UFX 谱图中样品是在碱性阶段反应
"C ;20后抽取的。从谱图中可以看出，碱性加成阶
段产物与酸性阶段产物分别在 B B!C& ’ 和 B BAE& @
H; ? @是—YN 和—(N 伸缩振动峰，由于—(N 与水
形成的氢键比—YN 弱，伸缩振动向低频位移的程
度也比—YN 小，吸收强度比—YN 弱，所以峰形
尖锐。
!C@
! 第 " 期 顾继友等：利用响应曲面法优化脲醛树脂合成工艺
图 #! $%& 谱
’()* #! $%& +,-./012 34 5’ 0-+(6+
7：酸 8碱 8酸 8碱工艺碱性加成阶段产物
%9- ,03:1./(36 34 ;::(/(36 ,9;+- 34 ;.(:<;=>;=(<;.(:<;=>;=( /-.963=3)?；
@：碱 8酸 8碱工艺碱性加成阶段产物
%9- ,03:1./(36 34 ;::(/(36 ,9;+- 34 ;=>;=(<;.(:<;=>;=( /-.963=3)?*
在 " ABCD B 和 " ABBD E .2 8 "处是酰胺 F 带吸收
峰，二者的差别不大，但酸性阶段在 " #BCD C .2 8 "处
酰胺!带的吸收峰强度比在碱性阶段 " ##GD " .2 8 "
处强，这说明随着缩聚反应的进行生成的酰胺量
增多。
碱性阶段在 " B#HD # .2 8 "处有一个中等强度的
IJEKJ 中 IJ 的吸收峰和 " L"CD L .2
8 "处有一个
IJEKJ 中的 KJ 变形振动和 IJEKJ 的 I—K 伸缩
振动，而酸性阶段 " B#HD # .2 8 "处的吸收峰消失，在
" L"CD L .2 8 "处的振动吸收峰也减弱，说明随着缩
聚的进行羟甲基含量减少。
碱性阶段 " HGCD C .2 8 "处有较弱的 IJE 和 IJ
伸缩振动，而酸性阶段在 " HCED M .2 8 "有较强的
IJE 和 IJ 伸缩振动，说明缩聚阶段产生了大量
的 IJE。
在酸性阶段 " "MED E 和 " "E"D G .2 8 "处有较弱
的饱和脂肪醚反对称伸缩振动吸收峰，在 " EBAD "
.2 8 "处有 IJHK 振动吸收峰而碱性阶段在此处无吸
收峰，说明在酸性阶段形成了醚键结构。
图 A 是 H 次添加尿素时间间隔的红外谱图。树
脂在放置 EB 9 后测定红外谱图，从图中可以看到 $
和 N 分别在 " LLMD G 和 " L"ED " .2 8 "处的 IJEKJ，
" EB"D M和 " E#AD " .2 8 " 处的 IJHK，" HGCD C 和
" HCAD G .2 8 "的 IJE，" ##HD L 和 " ###D L .2
8 "处的
酰胺!带，" ABCD B 和 " ABBD B .2 8 "处的酰胺 F 带的
吸光度之比分别为 " O ED LC，" O ED BB，" O ED EH，
"O "D GM，"O ED LH，通过郎勃特 8 比尔定律计算，N 的
各基团浓度是 $ 的 ED LC，ED BB，ED EH，"D GM 和 ED LH
倍。这说明添加尿素的间隔时间对脲醛树脂化学基
团的含量有显著影响。
图 A! H 次添加尿素时不同时间间隔
的脲醛树脂红外谱
’()* A! ’%F& +,-./012 34 :(44-0-6/ (6/-0P;= 34
/90-- 10-; ;::(/(36 612Q-0+ 34 5’ 0-+(6
$：尿素添加间隔时间为 GD MH 2(6
50-; ;::(/(36 (6/-0P;= GD MH 2(6；
N：尿素添加间隔时间为 EED LG 2(6
50-; ;::(/(36 (6/-0P;= EED LG 2(6*
图 G 是不同尿素添加次数的红外谱图。为防止
树脂在储存期间官能团发生变化，树脂的 ’%F& 谱
图在树脂合成后放置 EB 9 后测定，不同添加尿素次
数的脲醛树脂对应树脂各种基团吸光度如表 B
所示。
图 G! 不同添加次数尿素的脲醛树脂红外谱
’()* G! ’%F& +,-./012 34 :(44-0-6/ 34 10-;
;::(/(36 612Q-0+ 34 5’ 0-+(6
"，E，H，B，# 分别表示添加尿素次数 "，E，H，B，# 次
"，E，H，B，# 2-;6+ 36-，/R3，/90--，4310，4(P- ;::(/(36 612Q-0+*
在 " AAL S " AHL .2 8 "处的酰胺"带特征吸收
峰、" ALL S " ##L .2 8 "处的酰胺!带特征吸收峰、
" EGL S " "LL .2 8 "处的 IJHK 特征吸收峰、" HML S
" HGM .2 8 "处 IJE 特征吸收峰、" "#L S " L#L .2
8 "
处 I—K—I 特征吸收峰、" L"L .2 8 "左右 IJEKJ
特征吸收峰，随着加尿素次数的增多，这些吸收峰的
吸光度随着尿素添加次数增多而降低，说明添加尿
素的次数影响树脂的结构和基团含量。
#L"
林 业 科 学 !" 卷 #
表 !" 不同添加尿素次数对脲醛树脂中
各种基团吸光度的影响
#$%& !" #’( ())(*+ ,) -.))(/(0+ ,) 1/($ $--.+.,0 012%(/3
,0 $%3,/%(0*( ,) 4$/.,13 5/,163 .0 78 /(3.03
添加次数
$%%&’&()
)*+,-.
酰胺!带
$+&%- !
,/)%
酰胺"带
$+&%- "
,/)%
012 3 014 0—3—0 014 31
5 67 46" 67 558 67 6!2 67 565 67 624 67 582
4 67 444 67 565 67 648 67 694 67 64! 67 54"
2 67 55: 67 69; 67 65! 67 6!" 67 658 67 6;6
! 67 565 67 6"9 67 65" 67 622 67 654 67 68:
8 67 692 67 6!4 67 655 67 64; 67 66: 67 6!6
9: !" 脲醛树脂最佳合成条件的确定
根据树脂性能和红外谱图分析，确定最佳尿素
添加次数和间隔时间的合成工艺：初始 <1 "7 8 左
右开始反应，然后调整 <1 为碱性，碱性阶段添加 4
次尿素，间隔时间为 46 +&)，反应 "6 +&) 后，调整
<1 87 !，反应至黏度为 46 =，调整 <1 为碱性，最后冷
却出料。
!# 结论
# # 本试验主要是初始条件为弱酸性合成脲醛树脂
工艺的研究，研究尿素在树脂合成工艺中的作用，期
望确定一种最佳的合成工艺，使其在一定温度及一
定时间的反应条件下，达到理想的胶接强度和较低
的甲醛释放量。
试验表明，这种在初始为弱酸性条件合成脲醛
树脂的工艺是可行的，而且通过试验得出，在摩尔比
相同的条件下，尿素的添加次数对板材甲醛释放量
的影响比添加间隔时间要大。试验证明添加尿素的
间隔时间对脲醛树脂的固体含量、固化时间影响不
大，而对黏度、羟甲基含量、游离甲醛含量和板材的
湿剪切强度、干剪切强度、甲醛释放量有很大的影
响；试验证明添加尿素的次数对脲醛树脂的固体含
量、固化时间没有显著的影响，对黏度、羟甲基含量、
游离甲醛含量和板材的湿剪切强度、干剪切强度、甲
醛释放量有很大的影响；相同加尿素的条件下，添加
尿素的间隔时间影响树脂的化学结构和基团含量，
添加尿素的次数影响树脂的基团含量和树脂性能。
平衡树脂性能、板材性能和工艺操作难易，最终确定
二次添加尿素，间隔时间 46 +&) 时，树脂和板材性
能达到较好平衡。
参 考 文 献
董炎明 > 5::;> 高分子材料实用剖析技术 > 北京：中国石化出版社，
58" ? 592>
李兰亭 > 5:9:> 胶粘剂与涂料 > 北京：中国林业出版社，!6 ? !4>
林爱娇，杜光山 > 5::"> 低含醛量脲醛树脂粘合剂的研究 > 福州大
学学报：自然科学版，4!（5）：555 ? 55!>
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（责任编辑 # 石红青）
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