ОБРАЗОВАНИЕ, СОСТАВ И СВОЙСТВА КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАРАФОРМАЛЬДЕГИДА
Аннотация
Изучены различия в составе и образовании карбамидоформальдегидных смол, синтезированных с использованием параформальдегида и формалина с массовой долей формальдегида 37% и массовой долей метанола 4…8%. Методом спектроскопии 13C ЯМР установлено, что смолы на основе параформа отличаются сравнительно низким содержанием свободных карбамида и формальдегида по сравнению со смолами на основе формалина. Карбамидоформальдегидные олигомеры смол на основе параформа содержат в 2,8 раз больше диметиленэфирных связей, на 18% меньше метиленовых связей и на 23% меньше метилольных групп II типа. Различия в составе готовых смол связаны с влиянием метанола на образование метилольных производных карбамида и карбамидоформальдегидных олигомеров в процессе синтеза. Из-за частичной блокировки метанолом формальдегида и метилольных групп, карбамидоформальдегидные олигомеры в реакционной смеси на основе формалина образуются, главным образом, за счет реакции аминогрупп с метилольными группами, в то время как в реакционной смеси на основе параформальдегида куда большее значение имеет взаимодействие метилольных групп между собой. Карбамидоформальдегидная смола на основе параформа обладает бо́льшей реакционной способностью, обеспечивая, по сравнению со смолой на основе формалина, в 1,8 раз бо́льшую прочность при растяжении перпендикулярно к пласти древесностружечных плит и на 12% меньшее разбухание по толщине. Однако из-за большего содержания диметиленэфирных связей и меньшего содержания свободного карбамида плиты, изготовленные с использованием смолы на основе параформа, содержат на 62% больше формальдегида.
Для цитирования:
Иванов Д.В., Никифорова П.К., Захаренкова М.Ю. Образование, состав и свойства карбамидоформальдегидных смол, синтезированных с использованием параформальдегида. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2026. Т. 69. Вып. 1. С. 88-98. DOI: 10.6060/ivkkt.20266901.7253.
Литература
Romanov N.M. The chemistry of urea- and melamine-formaldehyde resins. M.: OOO Advanced Solushnz. 2016. 528 p. (in Russian).
Dorieh A., Mahmoodi N., Mamaghani M., Pizzi A., Mo-hammadi Zeydi M. Comparison of the properties of urea-formaldehyde resins by the use of formalin or urea formalde-hyde condensates. J. Adhes. Sci. Technol. 2018. V. 32. N 23. P. 2537–2551. DOI: 10.1080/01694243.2018.192780.
Rammon R.M., Johns W.E., Magnuson J., Dunker A.K. The Chemical Structure of UF Resins. J. Adhes. 1986. V. 19. N 2. P. 115–135. DOI: 10.1080/00218468608071217.
Wu Z., Lei H., Du G., Cao M., Xi X., Liang J. Urea–formaldehyde resin prepared with concentrated formalde-hyde. J. Adhes. Sci. Technol. 2016. V. 30. N 24. P. 2655–2666. DOI: 10.1080/01694243.2016.1193963.
Wu Z., Xi X., Yu L., Su L., Lei H., Du G., Yin Z. An eco-friendly urea-formaldehyde resin: preparation structure and properties. Wood Res. 2018. V. 63. N 1. P. 45–56.
Xu G., Liang J., Zhang B., Wu Z., Lei H., Du G. Performance and structures of urea-formaldehyde resins prepared with different formaldehyde solutions. Wood Sci. Technol. 2021. V. 55. P. 1419–1437. DOI: 10.1007/s00226-021-01280-y.
Machneva O.P. Modified urea-formaldehyde resin in the manufacture of chipboards. Nauka bez Granits. 2018. V 8. N 25. P. 15–18 (in Russian). DOI: 10.31044/1813-7008-2018-0-12-15-18.
Machneva O.P. Dissolved paraformaldehyde in the synthesis of urea resins. Nauka bez Granits. 2018. V. 9. N 26. P. 14–18 (in Russian).
Nikiforova P.K., Zakharenkova M.Yu. Study of the chemical structure of industrial urea-formaldehyde resin KF-MT-15 brand. Proceedings of the 28th All-Russian Scientific and Practical Conference, Wood boards and plywood: theory and practice. St. Petersburg. 2021. P. 47–53 (in Russian).
Kasterina T.N., Kalinina L.S. Chemical Methods for Stud-ying Synthetic Resins and Plastics. M.: Goskhimizdat. 1963. 288 p. (in Russian).
Vasiliev V.V. Rapid method for determining formaldehyde content in wood boards. Byull. Assotsiatsii LESTEKH. 2024. V. 3. N 17. P. 32–35 (in Russian).
Liang J., Li T., Cao M., Du G. Urea-formaldehyde resin structure formation under alkaline condition: a quantitative 13C-NMR study. J. Adhes. Sci. Technol. 2017. V. 32. N 4. P. 439–447. DOI: 10.1080/01694243.2017.1361127.
Viunkov S.N. The Role of Urea in the Curing of Urea-Formaldehyde Resins. Proceedings of the 22th International Scientific and Practical Conference, Wood boards and plywood: theory and practice. SPb.: Izd-vo Politekh. Univ. 2019. P. 105–110 (in Russian).
Li T., Guo X., Liang J., Wang H., Xie X., Du G. Competi-tive formation of the methylene and methylene ether bridges in the urea–formaldehyde reaction in alkaline solution: a combined experimental and theoretical study. Wood Sci. Technol. 2015. V. 49. N 3. P. 475–493. DOI: 10.1007/s00226-015-0711-2.
Wang H., Cao M., Li T., Yang L., Duan Z., Zhou X., Du G. Characterization of the Low Molar Ratio Urea–Formaldehyde Resin with 13C NMR and ESI–MS: Negative Effects of the Post-Added Urea on the Urea–Formaldehyde Polymers. Polymers. 2018. V. 10. N 6. 602. DOI: 10.3390/polym10060602.
Ivanov D.V., Nikiforova P.K., Zakharenkova M.Yu. Properties of Urea-Formaldehyde Resins Synthesized at Dif-ferent Molar Ratios. Izv. Sankt-Peterburg. Lesotekhn. Akad. 2024. N 251. P. 381–398 (in Russian). DOI: 10.21266/2079-4304.2024.251.381-398.
Plotnikova G.P., Plotnikov N.P. Modification of binder to use off-grade raw materials in chipboard production. Sistemy. Metody. Tekhnologii. 2013. V. 2(18). P. 142–146 (in Rus-sian).
Aizat A.G., Paiman B., Lee H.S., Zaidon A. Physico-mechanical properties and formaldehyde emission of rub-berwood particleboard made with UF resin admixed with ammonium and aluminum-based hardeners. Pertanika J. Sci. & Technol. 2019. V. 27. N 1. P. 473–488.
Li J., Zhang Y. Morphology and Crystallinity of Urea-Formaldehyde Resin Adhesives with Different Molar Ratios. Polymers. 2021. V. 13. N 5. P. 673. DOI: 10.3390/ polym13050673.
Antov P., Savov V., Neykov N. Reduction of formaldehyde emission from engineered wood panels by formaldehyde scavengers – a review. Proceed. of the 13th Internat. Sci. Conf. WoodEMA2020 and 31th Internat. Sci. Conf. ICWST 2020, Sustainability of forest-based industries in the global economy. Vinkovci. 2020. P. 289–294.
Kristak L., Antov P., Bekhta P., Lubis M.A.R., Iswanto A. H., Reh R., Sedliacik J., Savov V., Taghiyari H.R., Papadopoulos A.N., Pizzi A., Hejna A. Recent progress in ultra-low formaldehyde emitting adhesive systems and formaldehyde scavengers in wood-based panels: a review. Wood Mater. Sci. Eng. 2022. V. 18. N 2. P. 763–782. DOI: 10.1080/17480272.2022.2056080.
Abduvalieva M.Zh., Ermuratova N.A.1, Turaev Kh.Kh., Kornilov K.N., Kasimov Sh.A. Synthesis and study of the properties of а complexing sorbent based on carbamide, formaldehyde and bromcresol purple. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2024. V. 67. N 3. P. 35–44. DOI: 10.6060/ivkkt.20246703.6949.
Gordina N.E., Butman M.F., Gushchin A.A., Morozov L.N., Prozorov D.A., Rybkin V.V., Smirnov N.N., Afineevsky A.V., Borisova O.A., Gusev G.I., Izvekova T.V., Kvitkova E.Yu., Kunin A.V., Ovchinnikov N.L., Rumyantsev R.N., Stroganova T.E. Synthesis and regeneration of multifunctional reduction and oxidation catalysts. Ros. Khim. Zh. 2025. V. 69. N 3. P. 18–38. DOI: 10.6060/rcj.2025693.2.
Gusev E.V., Naboyshchikova N.A., Ageeva T.A. Regularities of changing the physical and mechanical properties of composites based on liquid phenoloformaldehyde resins and dispersed fiber filler. Ros. Khim. Zh. 2022. V. 66. N 2. P. 22–27. DOI: 10.6060/rcj.2022662.4.
Ermuratova N.A., Turaev Kh. h., Kornilov K.N., Roeva N.N. Synthesis and study of a complexing sorbent, based on urea, formaldehyde and aminoacetic acid, using ir spectroscopy and scanning electron microscope. ChemChemTech [Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol.]. 2022. V. 65. N 9. P. 31–38. DOI 10.6060/ivkkt.20226509.6626.
