мочевино-формальдегидные смолы

МОЧЕВИНО-ФОРМАЛЬДЕГИДНЫЕ СМОЛЫ (карбамидо-формальдегидные смолы, карбамидные смолы)

синтетич. термореактивные олигомерные продукты поликонденсации мочевины с формальдегидом. Образуются в результате поликонденсации первичных продуктов присоединения мочевины и формальдегида-метилмочевин H₂NCONHCH₂OH и СО(КHCH₂OH)₂-друг с другом, мочевиной и формальдегидом. Состав, строение и свойства М.-ф.с. зависят от количеств. соотношения мочевины и формальдегида и условий синтеза (температура, продолжительность, концентрация исходных соед., pH реакц. среды). М.-ф. с. — смесь олигомеров разл. мол. массы линейной, разветвленной или циклоцепной структуры, содержащих реакционноспособные амино- и OH-группы. В М.-ф. с. линейной и разветвленной структур остатки мочевины связаны мети-леновыми и метиленэфирными мостиками; в качестве структурных элементов содержат метилольные и гемиформальные группы. В М.-ф.с. циклоцепной структуры, помимо указанных выше групп, имеются триазиноновые и уроновые циклы. В состав М.-ф.с. входят также своб. мочевина, метиленгликоль, а при избытке формальдегида-олигомерные полиоксиметиленгликоли.

Получают и применяют М.-ф.с. в виде водных преим. 40–70%-ных растворов (пожаро- и взрывобезопасны) и порошков. Технология производства в значит. степени определяется назначением смолы. Так, М.-ф. с., используемые в качестве связующих и основы клеев, получают по непрерывной схеме след. образом: в 37%-ном формалине, pH которого водным раствором щелочи доводят до 5,0–6,0, растворяют мочевину, получая конденсац. раствор, имеющий pH 7,0–8,5 при молярном соотношении мочевина: формальдегид 1: (1,9–2,2). Процесс осуществляют в каскаде реакторов, куда непрерывно подают конденсац. раствор. На первой стадии процесса при 92–98 °C происходит постепенное снижение pH до 6,0. На второй стадии pH конденсац. раствора снижают до 4,5–5,0 с помощью водного раствора кислоты и завершают конденсацию после достижения заданных свойств смолы. Затем доводят pH до 7,0–8,0 водным раствором щелочи и при 80–90 °C и пониж. давлении осуществляют концентрирование реакц. массы, после чего вводят оставшуюся часть мочевины и проводят конденсацию при 60 °C. Полученную смолу охлаждают. При использовании на первой стадии аммиака вместо щелочи отпадает необходимость введения на второй стадии кислоты, т. к. требуемый диапазон pH 4,5–5,8 достигается самопроизвольно. Технология получения таких смол периодич. методом аналогична. М.-ф.с. для аминопластов получают растворением мочевины в 37%-ном формалине, pH которого водным раствором щелочи доводят до 6,6–7,0, с послед. конденсацией при 40–50 °C и охлаждением полученного продукта. Порошкообразные М.-ф. с. получают сушкой (гл. обр. распылительной) их водных растворов в условиях, практически исключающих поликонденсацию.

Отверждаются М.-ф.с. при нагр. (120–140 °C) или комнатной температуре в присутствии соединений преим. кислотного характера, напр. фосфорной, соляной, щавелевой, фталевой кислот, их солей (AlCl₃, ZnCl₂).

Получаемые в результате отверждения сетчатые полимеры бесцветны, светостойки, устойчивы в органических растворителях и маслах, легко окрашиваются, однако имеют ряд недостатков-пониж. водостойкость, хрупкость, низкую устойчивость к деструктивным воздействиям, выделение своб. формальдегида и др. С целью устранения этих недостатков, а также придания требуемых свойств, напр. способности растворяться в органических растворителях, увеличения гидрофобности и адге-зии, М.-ф. с. модифицируют либо при синтезе путем замены части мочевины на модифицирующий агент, либо уже готовый олигомер (напр., частичной этерификацией метилольных групп). В зависимости от заданных свойств для модификации используют преим. одно- и многоатомные спирты (бутиловый, фурфуриловый, гликоли, глицерин), амины, амиды и др. производные карбоновых кислот, дициандиамид, меламин, гуанамины (см., напр., гуанамино-формальдегидные смолы), а также разл. высокомол. соединения.

Применяют М.-ф.с. в осн. как связующие в производстве древесностружечных плит и аминопластов, основу клеев для производства фанеры и разл. деревянных конструкций (см., напр., древесина слоистая клееная, древесные плиты, древесные прессовочные массы). Смолы используют также в производстве декоративных бумажно-слоистых пластиков и синте-тич. шпона, влагостойкой бумаги, карбамидо-формальдегидных пенопластов, в текстильной промышленности для аппретирования тканей с целью придания им несминаемости. М.-ф.с., модифицированные бутиловым спиртом, используют для получения мочевино-алкидных лакокрасочных материалов (см. алкидные смолы), смолы, модифицированные фурфури-ловым спиртом (а также немодифицир. М.-ф. с.),-как связующие в литейном производстве при получении отливок из чугуна, стали и алюминия. В качестве пигментов в производстве бумаги, добавок для эластомеров, адсорбентов разл. масел и орг. продуктов применяют п о л и м е т и л е н м о ч е в и н у-аморфный или кристаллич. нерастворимый порошкообразный продукт белого цвета, образующийся в сильнокислой среде при взаимодействии мочевины и формальдегида (молярное соотношение 1:1).

Первые продукты конденсации мочевины с формальдегидом получены в 1896, производство смол налажено лишь в 1920–21.

^{Лит.: Вирпша 3., Бжезиньский Я., Аминопласты, пер. с польск., М., 1973; Слоним И. Я., Урман Я. Г., ЯМР-спектроскопия гетероцепных полимеров, М., 1982; Bachmann A., Bertz Т., Aminoplaste, 2 Aufl, Lpz., 1970.}

_{Г. С. Матвелашвили}