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1、三聚氰胺泡沫塑料的制备Preparation of Melamine-Formaldehyde Foam目 录摘要IAbstractII引言1第章 文献综述21.1 尿素产品概况及现状21.1.1 尿素的下游产品介绍21.2 三聚氰胺61.2.1 国外市场生产情况61.2.2 国内市场生产情况71.3 三聚氰胺树脂71.3.1 三聚氰胺树脂的合成71.3.2 三聚氰胺树脂及其下游产品的应用81.4 三聚氰胺泡沫塑料101.4.1 三聚氰胺泡沫塑料的特性101.4.2 三聚氰胺泡沫塑料的应用111.4.3 三聚氰胺泡沫塑料在国内外的发展121.5 研究意义和内容131.5.1 研究的意义131.
2、5.2 研究的内容13第2章 实验部分142.1 实验药品142.2 实验主要仪器142.3 制备工艺142.3.1 三聚氰胺树脂的合成原理142.3.2 三聚氰胺甲醛树脂的合成152.3.3 三聚氰胺甲醛泡沫塑料的制备152.4 粘度测试152.5 热重分析152.6 红外光谱分析15第3章 结果与讨论163.1 对三聚氰胺树脂合成的研究163.1.1 甲醛/三聚氰胺配比对三聚氰胺甲醛树脂合成的影响163.1.2 反应时间对三聚氰胺树脂合成的影响173.2 三聚氰胺泡沫塑料的研究173.2.1 合成三聚氰胺甲醛树脂出料方式对三聚氰胺泡沫塑料的影响173.2.2 三聚氰胺泡沫塑料合成配比研究1
3、73.3 红外光谱分析183.4 热重分析193.5 对发泡不理想的探究193.5.1 温度的影响193.5.2 发泡剂的影响203.5.3 乳化剂的影响20结论21致谢22参考文献23三聚氰胺泡沫塑料的制备摘要：本文对三聚氰胺树脂合成工艺和发泡环节进行研究，选出较佳的制备工艺条件；同时进行了粘度测试。合成的三聚氰胺树脂，温度越高粘度越大，投料最佳配比为n（甲醛）/n（三聚氰胺）=3时适宜发泡，最佳反应时间为60 min。对比实验证明，三聚氰胺泡沫塑料制备时，乳化剂（十二烷基硫酸钠）固化剂（氯化铵）发泡剂（碳酸氢钠）=2.29.57.6时发泡成型最好。发泡时需要在三聚氰胺树脂降温出料后加入发泡
4、材料，能保证泡沫的均匀。关键词：甲醛 三聚氰胺树脂 泡沫塑料IPreparation of Melamine-Formaldehyde FoamAbstract：The paper is a synthetic technology of melamine resin and the preparation of foamed plastics. It is designed to choose the better preparation process conditions. At the same time, experimental results are tested for vis
5、cosity measurement. The higher the temperature of the synthesis of melamine resin viscosity is bigger. Formaldehyde and melamine the best mole ratio was 1：3. Optimal reaction time was 60 minutes. According to the plastic molding, emulsifying agent (sodium dodecyl sulfate), curing agent (ammonium chl
6、oride), blowing agent (sodium bicarbonate) the best proportion of curing agent ratio was 2.2:9.5:7.6. In the preparation of plastic, melamine resin to join after cooling discharging foaming material, the purpose is to make foam evenly.Key words：formaldehyde solution; melamine; foamII引 言本文所研究的是三聚氰胺泡沫
7、塑料的制备，先通过对三聚氰胺树脂的合成工艺探究，选出最佳的制备工艺条件，包括反应物的摩尔比，反应时间，反应温度对三聚氰胺树脂黏度的影响，并进行粘度测试和热重分析。接着是三聚氰胺泡沫塑料的制备探究，包括制备泡沫塑料的发泡材料的最佳配比，对其进行红外光谱的检测。三聚氰胺甲醛树脂(MF)泡沫是一种具有高开孔率的新型泡沫，其具有低密度、良好的机械加工性能、杰出的吸音性、优异的阻燃性。软质三聚氰胺泡沫为BASF 公司所垄断，国内报道更为稀少。目前，国内只有河南省煤业化工集团中原大化公司与北京绿寰宇化工有限公司共同开发三聚氰胺泡沫塑料。河南昊华骏化集团股份有限公司投资1687 万美元，采用合资方式，拟建设
8、年产2.0105 m3的三聚氰胺泡沫塑料。国内研究三聚氰胺泡沫塑料的人员在理论上逐步成熟，专家们表示，国内三聚氰胺泡沫塑料产品性能非常优异，产品的问世打破了长期以来国外公司在该领域的技术垄断。三聚氰胺泡沫塑料生产的关键在于发泡的配方及成型工艺，本文将研究泡沫塑料的制备，利用发泡剂（碳酸氢钠）、固化剂（氯化铵）、乳化剂（十二烷基硫酸钠）进行发泡，研究其最佳配比，使其发泡的塑料泡沫膨胀均匀。第1章 文献综述1.1 尿素产品概况及现状尿素概念：也叫脲；碳酰胺；碳酰二胺。是白色颗粒或结晶状的固体化肥，用氨和二氧化碳直接合成的，是目前含氮量最高的中性速效氮肥尿素资源属性强，上游产品合成氨由煤或天然气制得
9、，我国尿素生产包括煤头与气头，所占份额大约在7:3，无烟煤和天然气的供需和价格对尿素的价格有重要影响。中国是化肥生产大国，其中尿素的产量更是巨大，我国是世界上最大的尿素生产国和消费国，产量占世界总产量的1/3 (31%)；消费量占世界总消费量的1/3 29.7)；出口量约占国内总产量的10%，出口以南非（60%）、北美（15%）和拉美（10%）为主，近年来每年出口500 万吨以上。根国际肥料工业协会（IFA）数据，2012 年全球尿素产能将达到1.96 亿吨，肥料用尿素消费量将达到1.44 亿吨，工业用尿素消费量将接近1970 万吨，每年产能过剩3000 万吨以上，未来国际尿素市场供应过量矛盾
10、逐渐加剧，到2015和2016 年，过剩量占供应总量的比重将分别超过8% 和10%。国内以使用国产尿素为主，进口量极少，到2012 年底，全国尿素总产能达到7130 万吨，截止2012 年底全国在建和改扩建的尿素产能3000 万吨左右，预计到2017 年，总产能将攀升至9000 多万吨，全国尿素需求大约在6000 万吨/年，每年500 万吨左右的出口量，未来尿素过剩产能或将高达2000 万吨/；国内尿素仍然处于产能过剩状态，意味着尿素产能过剩问题将在一定时间内长期存在，供需不平衡，为了解决上述情况，不断发展尿素的下游产品。表1.1 近年国内尿素需求量统计 单位：万吨年份总产能农用（实用量）工业
11、（实用量）出口（实物量）201271305100700550（约值）2011700048005003502010660048045003381.1.1 尿素的下游产品介绍1.1.1.1 脲醛树脂脲醛树脂是尿素和甲醛反应得到的聚合物，又称脲甲醛树脂。加工成型时发生交联，制品为热固性树脂。固化后的脲醛树脂颜色比酚醛树脂浅，呈半透明状，耐弱酸耐弱碱，绝缘性能好，耐磨性极佳，价格便宜，但遇强酸、强碱易分解，耐候性较差。其生产方法：尿素与37% 甲醛水溶液在酸或碱的催化下可缩聚得到线性脲醛低聚物，工业上碱作催化剂，95 左右反应，甲醛与尿素之质量之比为1.5-2.0，以保证树脂能固化。反应先生成一羟甲基
12、脲和二羟甲基脲，然后羟甲基与氨基进一步缩合，得到可溶性树脂，如果用酸酸化，易导致凝胶，产物需在中性条件下才能贮存。在线脲醛树脂以氯化铵为固化剂时可在室温固化，促进剂如硫酸锌、磷酸三甲酯、草酸二甲酯等可加速固化过程。脲醛树脂是尿素重要的下游产品之一。到目前为止，该产品的需求量大致为所有工业用尿素的1/2。主要用于黏合剂、层压塑料、纺织品后整理剂、纸张后整理剂及制造电气零件、机械零件和日用品的模塑粉等1。国内较大的生产厂家有：上海吉安化工公司( 5 万吨/年)、吉林通化林业化工厂(2 万吨/年)等。1.1.1.2 三聚氰胺三聚氰胺是一种三嗪类含氮杂环有机化合物和重要的氮杂环有机化工原料，简称三胺，
13、俗称蜜胺、蛋白精，又称2,4,6-三氨基-1.3.5-三嗪、1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺、2,4,6-三氨基脲、三聚氰酰胺、氰脲三酰胺。三聚氰胺最主要的用途是生产三聚氰胺-甲醛树脂，该树脂是氨基塑料的品种之一。三聚氰胺也可作阻燃剂、减水剂、甲醛清洁剂，也可制成防火、抗震耐热的层压板；可用丁醇醚化后作为高级热固性涂料；可用乙醚醚化后可用作纸张处理剂。由于三聚氰胺的分子式含氮量为66% 左右，通用的蛋白质测试方法“凯氏定氮法”是通过测出含氮量来估算蛋白质含量，前几年，被闹的沸沸扬扬的“三聚氰胺事件”就是不法商贩把三聚氰胺用作食品添加剂，以提升食品检测中的蛋白质含量指标，因此，添加三聚氰胺会使
14、得食品的蛋白质测试含量偏高，三聚氰胺也被人称为“蛋白精”。 近年来，我国新上三聚氰胺项目大多采用尿素联产，其优势在于，借用尿素装置固有的公用工程和回收系统，回收利用未聚合成三聚氰胺的尿素、氨和二氧化碳，从而大大降低三聚氰胺的生产成本，使三聚氰胺成为投资小、见效快的短平快产品，纯利润高达1000 元/吨以上。一些企业更想通过三聚氰胺的生产，消耗掉部分尿素，以便在尿素市场供大于求时，有效缓解企业的销售压力，同时化解单一尿素产品潜在的市场风险。在这些因素共同作用下，企业上马三聚氰胺步伐加快，大有一哄而上之势2。其生产方法：CO（NH2）2NHCO+NH3 (1-1) 6NHCOC3H6N6+3CO2
15、 (1-2)三聚氰胺的生产方法有高低压和常压法3 种流程：高压法是采用尿素，同时加入少量氨，在压力6.0-30.0 MPa、380 左右的高温、高压下进行不用催化剂的液相反应，反应速度很快，生成液体三聚氰胺；低压法是以硅胶、氧化铝及少量其它催化剂为混合催化剂，在380-450 、压力低于1.0 MPa的条件下在气相中进行反应；常压法是在0-0.07 MPa、390-400 和催化剂Al2O3 作用下，气相反应制得三聚氰胺3。1.1.1.3 三聚氰酸三聚氰酸又名氰尿酸，进一步加工可合成多种精细化工产品，主要衍生物有氯化异氰尿酸、三羟乙基异氰酸酯等。它主要用于合成氯代衍生物、氰脲酸-甲醛树脂、环氧树脂、抗氧剂、涂料、粘合剂、农药除草剂、金属氰化缓蚀剂、高分子材料改性剂及药物卤三嗪等，是20 世纪50 年代开始发展的
