Jump to content

Карбамидо-формальдегидный

Мочевина-формальдегид ( UF ), также известный как мочевина-метаналь , названный так из-за общего пути синтеза и общей структуры. [1] представляет собой непрозрачную термореактивную смолу или полимер . Его производят из мочевины и формальдегида . Эти смолы используются в клеях , фанере , ДСП , древесноволокнистых плитах средней плотности (МДФ) и формованных предметах. В сельском хозяйстве карбамидоформальдегидные соединения являются одним из наиболее часто используемых видов удобрений замедленного действия . [2]

УФ и родственные аминосмолы представляют собой класс термореактивных смол , из которых карбамидоформальдегидные смолы составляют 80%, производимые во всем мире. Примеры использования аминосмол включают в себя автомобильные шины для улучшения сцепления резины, бумагу для повышения прочности на разрыв, а также при формовании электрических устройств, крышек для банок и т. д. [3]

UF был впервые синтезирован в 1884 году доктором Хёльцером, который работал с Бернхардом Толленсом , ни один из которых не осознавал, что мочевина и формальдегид полимеризуются. [4]

В последующие годы над структурой этих смол работало большое количество авторов.

В 1896 году Карл Гольдшмидт исследовал реакцию дальше. Он также получил аморфный, почти нерастворимый осадок, но не осознавал, что происходит полимеризация; он думал, что две молекулы мочевины соединяются с тремя молекулами формальдегида. В 1897 году Карл Гольдшмидт запатентовал использование УФ-смол в качестве дезинфицирующего средства. За этим последовала всеобщая коммерциализация, и в последующие десятилетия в литературе описывалось все больше и больше применений. [5]

В 1919 году Ханс Джон (1891–1942) из ​​Праги, Чехословакия, получил первый патент на УФ-смолу в Австрии. [6]

Карбамидо-формальдегид был предметом решения Европейского суда (ныне CJEU) от 5 февраля 1963 года по делу 26–62 « Ван Генд и Лоос против Управления внутренних доходов Нидерландов» . [7]

Характеристики

[ редактировать ]

К свойствам карбамидоформальдегидной смолы относятся высокая прочность на растяжение , модуль упругости при изгибе , высокая температура теплового искажения, низкое водопоглощение, усадка в форме, высокая поверхностная твердость, удлинение при разрыве и объемное сопротивление. Он имеет показатель преломления 1,55. [8]

Химическая структура

[ редактировать ]

Химическая структура УФ-полимера состоит из [(O)CNHCH 2 NH] n повторяющихся звеньев. Напротив, меламиноформальдегидные смолы содержат повторяющиеся звенья NCH 2 OCH 2 N. В зависимости от условий полимеризации может произойти некоторое разветвление. На ранних стадиях реакции формальдегида и мочевины образуется бис(гидроксиметил)мочевина .

Два этапа образования карбамидоформальдегидной смолы

Производство

[ редактировать ]

Ежегодно производится около 20 миллионов тонн УФ. Более 70% этой продукции затем используется лесной промышленностью для склеивания ДСП, МДФ, фанеры твердых пород и клея для ламинирования.

Общее использование

[ редактировать ]
Ряд объектов, изготовленных из УФ

Мочевина-формальдегид широко распространен. Карбамидоформальдегид получил широкое применение благодаря невысокой стоимости, быстрому времени реакции, высокой прочности сцепления, влагостойкости, отсутствию цвета, устойчивости к истиранию и микробам. [9] . Примеры включают декоративный ламинат, текстиль, бумагу, литейные песочные формы, устойчивые к морщинам ткани , хлопчатобумажные смеси, вискозу , вельвет и т. д. Он также используется в качестве клея для дерева. В деревообрабатывающей промышленности он используется в качестве термореактивного клея для склеивания древесины при создании фанеры и ДСП. Его также используют в качестве клея для дерева. УФ обычно использовался при производстве корпусов электроприборов (например, настольных ламп). Пену использовали в качестве искусственного снега в фильмах. Карбамидоформальдегид широко используется в сельском хозяйстве в качестве удобрения медленного высвобождения, которое с течением времени высвобождает небольшое количество активного ингредиента. [10]

Сельскохозяйственное использование

[ редактировать ]

Карбамидоформальдегидные соединения широко используются в качестве медленновысвобождающихся источников азота в сельском хозяйстве. [2] Скорость разложения на CO 2 и NH
3
зависит от длины карбамидоформальдегидных цепочек и зависит от действия микробов, встречающихся в природе в большинстве почв. [11] Активность этих микробов и скорость выделения аммиака зависят от температуры. Оптимальная температура для активности микробов составляет около 70–90 °F (21–32 °C). [12]

Пеноизоляция

[ редактировать ]
Карбамидоформальдегидная изоляция

пенокарбамидоформальдегидной Коммерциализация изоляции из пены (UFFI) началась в 1930-х годах как синтетическая изоляция с теплопроводностью от 0,0343 до 0,0373 Вт/м⋅К. [13] соответствует значениям U для толщины 50 мм в пределах 0,686 Вт/м 2 К и 0,746 Вт/м 2 K или Значения R между 1,46 м 2 К/Вт и 1,34 м 2 К/Вт (0,26 ° F⋅ft 2 ⋅ч/БТЕ и 0,24 °F⋅ft 2 ⋅ч/БТЕ для толщины 1,97 дюйма).

UFFI — это пена, по консистенции похожая на крем для бритья, которую легко впрыскивать или закачивать в пустоты. Обычно это делается на месте с использованием насосного агрегата и шланга с пистолетом-смесителем для смешивания пенообразователя, смолы и сжатого воздуха. Полностью вспененная пена закачивается в места, нуждающиеся в изоляции. Он становится твердым в течение нескольких минут, но заживает в течение недели. UFFI обычно встречается в домах, построенных или модернизированных с 1930-х по 1970-е годы, часто в подвалах, полостях стен, подвалах и чердаках. Визуально это похоже на сочащуюся жидкость, затвердевшую. Со временем он имеет тенденцию меняться в оттенках ириски, но новый UFFI имеет светло-желтый цвет. Ранние формы UFFI имели тенденцию к значительному сокращению. Современная УФ-изоляция с обновленными катализаторами и технологией вспенивания снизила усадку до минимального уровня (от 2 до 4%). Пена при высыхании приобретает матовый цвет без блеска. После отверждения он часто имеет сухую и рассыпчатую текстуру.

Выбросы формальдегида

[ редактировать ]

Сельскохозяйственные выбросы

[ редактировать ]

Было обнаружено, что выбросы в результате внесения удобрений на основе УФ временно повышают локализованную концентрацию формальдегида в атмосфере. [10] и способствуют образованию тропосферного озона . [14] Было обнаружено, что применение УФ-удобрений в теплицах приводит к значительному повышению концентрации формальдегида в воздухе внутри здания. [10]

Условия, влияющие на уровни выбросов

[ редактировать ]

Условия окружающей среды, такие как температура и влажность, могут влиять на уровень формальдегида, выделяемого из карбамидоформальдегидных продуктов. Воздействие более высокой влажности и более высоких температур может значительно увеличить количество выбросов формальдегида из УФ-продуктов, таких как древесные плиты. [15]

Сокращение выбросов

[ редактировать ]

Из-за опасений по поводу выбросов свободного формальдегида и загрязнения окружающей среды карбамидоформальдегидными продуктами были предприняты эффективные усилия по снижению содержания формальдегида в УФ-смолах. [16] Более низкое молярное соотношение формальдегида снижает выделение свободного формальдегида из продуктов УФ. Наблюдается значительное снижение выбросов формальдегида из ДСП на основе УФ при молярном соотношении F/U от 2,0 до 1,0. Немецкий стандарт для UF-смол требует, чтобы молярное соотношение F/U было ниже 1,2. Стандарт NPA США предусматривает молярное соотношение F/U ниже 1,3. [17]

Проблемы со здоровьем

[ редактировать ]

Последствия для здоровья возникают, когда материалы и продукты на основе УФ выделяют формальдегид в воздух. Как правило, никаких последствий для здоровья от формальдегида не наблюдается, когда его концентрация в воздухе ниже 1,0 частей на миллион. Раздражение дыхательных путей и другие последствия для здоровья, а также повышенный риск развития рака начинаются, когда концентрация в воздухе превышает 3,0–5,0 частей на миллион.

Проблемы со здоровьем привели к запрету UFFI в американском штате Массачусетс . [18] [19] и Коннектикут в 1981 году. [20] В 1982 году Комиссия по безопасности потребительских товаров США запретила UFFI по всей стране. [21] но этот запрет был отменен в 1983 году. [22] [23] UFFI был запрещен в Канаде в 1980 году и остается в силе. [24]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Использование формальдегида
  2. ^ Перейти обратно: а б Го, Янлэ; Чжан, Мин; Лю, Чжигуан; и др. (2018). «Моделирование и оптимизация синтеза карбамидоформальдегидных удобрений и анализ факторов, влияющих на эти процессы» . Научные отчеты . 8 (1). Springer Science and Business Media LLC: 4504. doi : 10.1038/s41598-018-22698-8 . ISSN   2045-2322 . ПМЦ   5852125 . ПМИД   29540771 .
  3. ^ Х. Дейм; Г. Матиас; Р. А. Вагнер (2012). «Аминосмолы». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a02_115.pub2 . ISBN  978-3527306732 .
  4. ^ См.:
    • Толленс, Б. (1884) «О некоторых производных формальдегида», отчеты Немецкого химического общества , 17 : 653–659. На странице 659 Толленс вскользь упоминает: «…из мочевины и формальдегида доктор Хельцер получил твердое, плохо растворимое производное». (…напротив, из мочевины и формальдегида доктор Хёльцер получил твёрдое, почти нерастворимое производное.)
    • Б. Толленс (1896) «О метилен -мочевине», отчеты Немецкого химического общества , 29 (3): 2751–2752. Ни Вуд, ни Толленс не осознавали, что мочевина и формальдегид полимеризуются.
    В 1896 году Карл Гольдшмидт исследовал реакцию дальше. Он также получил аморфный, почти нерастворимый осадок, но не осознавал, что происходит полимеризация; он думал, что две молекулы мочевины соединяются с тремя молекулами формальдегида: Гольдшмидт предположил, что эту реакцию можно использовать для измерения мочевины, поэтому в 1897 году Герман Томс (1859–1931) из Берлина исследовал реакцию дальше: Х. Томс (1897) « Об определении мочевины с помощью формальдегида», Отчеты Немецкое фармацевтическое общество , 7 : 161–168. На странице 168 Томс предположил, что мочевина и формальдегид могут образовывать полимер: «( возможно, также полимер такого состава )» (возможно, также полимер такого состава).
  5. ^ Мейер, Карл: Карбамидоформальдегидные смолы: 1979: Аддисон-Уэсли
  6. ^ См.:
  7. ^ Ван Генд и Лоос против Управления внутренних доходов Нидерландов
  8. ^ Брэди, Джордж С.; Клаузер, Генри Р.; Ваккари, А. Джон (1997). Справочник материалов (14-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. ISBN  978-0-07-007084-4 .
  9. ^ Мубарик, Амин; Мансури, Хамид Реза; Пицци, Антонио; Аллал, Ахмед; Шаррье, Фатима; Бадиа, Мигель Анхель; Шарье, Бертран (1 января 2013 г.). «Оценка механических и физических свойств промышленных древесностружечных плит, склеенных кукурузной мукой и карбамидоформальдегидным клеем» . Композиты. Часть B: Инженерия . 44 (1): 48–51. doi : 10.1016/j.compositesb.2012.07.041 . ISSN   1359-8368 .
  10. ^ Перейти обратно: а б с Салтхаммер, Тунга; Гуншера, Ян (01 января 2021 г.). «Выделение формальдегида и других органических соединений из азотных удобрений» . Хемосфера . 263 : 127913. doi : 10.1016/j.chemSphere.2020.127913 . ISSN   0045-6535 . ПМИД   32822931 . S2CID   221240156 .
  11. ^ Хаяцу, М (2014). «Новая функция азотных удобрений с контролируемым высвобождением» . Микробы и окружающая среда . 29 (2): 121–2. doi : 10.1264/jsme2.me2902rh . ПМК   4103517 . ПМИД   25047661 .
  12. ^ Пиетикяйнен, Янна; Петтерссон, Мари; Боат, Эрланд (1 марта 2005 г.). «Сравнение влияния температуры на дыхание почвы и скорость роста бактерий и грибов» . ФЭМС Микробиология Экология . 52 (1): 49–58. дои : 10.1016/j.femsec.2004.10.002 . ISSN   0168-6496 . ПМИД   16329892 .
  13. ^ Вэйцзин Юань; Декай Ли; Юнвэнь Шен; Ян Цзян; Яньхуа Чжан; Цзию Гу; Хайян Тан (30 мая 2017 г.). «Приготовление, характеристика и термический анализ карбамидоформальдегидной пены» . РСК Прогресс . 7 (58). Королевское химическое общество: 36223–36230. дои : 10.1039/C7RA06052A . Проверено 25 мая 2023 г.
  14. ^ Кайзер, Дж.; Вулф, генеральный директор; Бон, Б.; Брох, С.; Фукс, Х.; Ганзевельд, Л.Н.; Гомм, С.; Хезелер, Р.; Хофзумахауз, А.; Холланд, Ф.; Ягер, Дж.; Ли, Х.; Лозе, И.; Лу, К.; Прево, ASH (6 февраля 2015 г.). «Доказательства существования неопознанного нефотохимического приземного источника формальдегида в долине реки По, имеющего потенциальные последствия для производства озона» . Химия и физика атмосферы . 15 (3): 1289–1298. дои : 10.5194/acp-15-1289-2015 . hdl : 20.500.11850/99826 . ISSN   1680-7316 .
  15. ^ Фрихарт, Чарльз; Уэскотт, Джеймс; Чаффи, Тимоти; Гоннер, Кайл (2012). «Выбросы формальдегида из древесностружечных плит, склеенных мочевиной и формальдегидом и без добавления формальдегида, под влиянием температуры и относительной влажности» . Журнал лесных товаров .
  16. ^ Айрилмис, Надир; Ли, Ён-Гю; Квон, Джин Хон; Хан, Тэ Хён; Ким, Хён Чжун (15 февраля 2016 г.). «Выбросы формальдегида и ЛОС из LVL, произведенных с использованием трех марок карбамидоформальдегидной смолы, модифицированной наноцеллюлозой» . Строительство и окружающая среда . 97 : 82–87. дои : 10.1016/j.buildenv.2015.12.009 . ISSN   0360-1323 .
  17. ^ Мейерс, Джордж Э. (май 1984 г.). «Как мольное соотношение УФ-смолы влияет на выделение формальдегида и другие свойства» (PDF) . Журнал лесных товаров . 34 (5). Общество исследования лесных товаров: 35–41 – через Министерство сельского хозяйства США .
  18. ^ Элинсон, Линн (1984). «Политика здравоохранения и эпидемиология: научные доказательства запрета изоляции из пенокарбамидоформальдегидной пены». Журнал политики общественного здравоохранения . 5 (4): 513–537. дои : 10.2307/3342418 . JSTOR   3342418 . ПМИД   6526937 . S2CID   19201091 .
  19. ^ «Токсичные химикаты и пестициды» . МакГрегор Лежер и Стивенс, ПК.
  20. ^ «ТЕХНИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ: ИЗОЛЯЦИЯ МОЧЕВИНОФОРМАЛЬДЕГИДНОЙ ПЕНОЙ (UFFI)» (PDF) . Департамент общественного здравоохранения Коннектикута. Август 2015 года . Проверено 23 ноября 2023 г.
  21. ^ «CPSC запрещает изоляцию из пеноформальдегида мочевины (UFFI)» . Комиссия по безопасности потребительских товаров США. 1 марта 1982 года . Проверено 23 ноября 2023 г.
  22. ^ «CPSC просит провести повторное слушание по делу UFFI» . Комиссия по безопасности потребительских товаров США. 5 мая 1983 года . Проверено 23 ноября 2023 г.
  23. ^ «Запрет на UFFI снят» . Комиссия по безопасности потребительских товаров США. 25 августа 1983 года . Проверено 23 ноября 2023 г.
  24. ^ «Канадский запрет на изоляцию из карбамидоформальдегидной пены» . Здоровье Канады. 2 сентября 2010 г. Проверено 23 ноября 2023 г.
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 5b4831772cc715fe4f36c85ec2a71567__1721392380
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/5b/67/5b4831772cc715fe4f36c85ec2a71567.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Urea-formaldehyde - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)