Harnstoff-Formaldehyd - Wikipedia

Urea-Formaldehyd auch bekannt als Urea-Methanal so genannt wegen seines gemeinsamen Synthesewegs und seiner Gesamtstruktur, ^[1] ist ein nicht transparentes wärmehärtbares Harz oder Polymer. Es wird aus Harnstoff und Formaldehyd hergestellt. Diese Harze werden in Klebstoffen, Lacken, Spanplatten, mitteldichten Faserplatten (MDF) und Formteilen verwendet. UF und verwandte Aminoharze sind eine Klasse von duroplastischen Harzen, deren Harnstoff-Formaldehyd-Harze 80% ausmachen und weltweit produziert werden. Beispiele für die Verwendung von Aminoharzen umfassen in Autoreifen zur Verbesserung der Bindung von Gummi an Reifencord, in Papier zur Verbesserung der Reißfestigkeit, beim Formen elektrischer Geräte, Behälterkappen usw. ^[2]

Eigenschaften [ edit ]]

Zu den Eigenschaften des Harnstoff-Formaldehydharzes zählen hohe Zugfestigkeit, Biegemodul und hohe Wärmeformbeständigkeitstemperatur, geringe Wasseraufnahme, Formschwindung, hohe Oberflächenhärte, Bruchdehnung und Volumenwiderstand. Es hat einen Brechungsindex von 1,55. ^[3]

Chemische Struktur [ edit ]

Die chemische Struktur von UF-Polymer besteht aus [(O)CNHCH 2] NH] _n Wiederholungseinheiten. Im Gegensatz dazu weisen Melamin-Formaldehyd-Harze NCH ₂ OCH ₂ N Wiederholungseinheiten auf. In Abhängigkeit von den Polymerisationsbedingungen können einige Verzweigungen auftreten. In frühen Stadien der Reaktion von Formaldehyd und Harnstoff entsteht Bis (hydroxymethyl) harnstoff.

Zwei Schritte bei der Bildung von Harnstoff-Formaldehyd-Harz

Produktion [ edit ]

Jährlich werden etwa 1 Million Tonnen Harnstoff-Formaldehyd hergestellt. Über 70% dieser Produktion werden dann von der Forstindustrie zum Verkleben von Spanplatten (61%), Faserplatten mit mittlerer Dichte (27%), Hartholzsperrholz (5%) und Laminierklebstoff (7%) eingesetzt.

Allgemeine Verwendung [ edit ]

Eine Reihe von Gegenständen aus Harnstoff-Formaldehyd

Harnstoff-Formaldehyd ist pervasiv. Beispiele sind dekorative Laminate, Textilien, Papier, Gießereisandformen, faltenresistente Stoffe, Baumwollmischungen, Rayon, Cord usw. Es wird auch verwendet, um Holz miteinander zu verkleben. Harnstoffformaldehyd wurde üblicherweise bei der Herstellung von Gehäuse für elektrische Geräte (z. B. Schreibtischlampen) verwendet. Schaumstoffe wurden in Filmen als Kunstschnee verwendet.

Landwirtschaftliche Verwendung [ edit ]

Urea-Formaldehyd wird auch in der Landwirtschaft als kontrollierte Freisetzungsquelle für Stickstoffdünger verwendet. Die Zersetzungsgeschwindigkeit von Harnstoff-Formaldehyd in CO ₂ und NH
_³ wird durch die Wirkung von Mikroben bestimmt, die natürlicherweise in den meisten Böden vorkommen. ^[4] Die Aktivität dieser Mikroben und daher ist die Geschwindigkeit der Stickstofffreisetzung temperaturabhängig. Die optimale Temperatur für die Mikrobenaktivität beträgt etwa 70 bis 90 ° F (etwa 20 bis 30 ° C). ^{[ Zitat erforderlich}

Schaumisolierung [ ]]

Harnstoff-Formaldehyd-Isolierung

Harnstoff-Formaldehyd-Schaumisolierung ( UFFI ) stammt aus den 1930er Jahren und stellte eine synthetische Isolierung mit R-Werten nahe 5,0 pro Zoll her. Es ist ein Schaum wie Rasierschaum, der leicht in die Wände gespritzt oder gepumpt wird. Zur Herstellung von Schaummittel, Harz und Druckluft werden ein Pumpensatz und ein Schlauch mit einer Mischpistole verwendet. Der voll expandierte Schaumstoff wird in isolationsbedürftige Bereiche gepumpt. Es wird innerhalb von Minuten fest, heilt jedoch innerhalb einer Woche. UFFI ist in der Regel in Häusern vor den 1970er Jahren zu finden, oft in Kellern, Kriecheräumen, Dachböden und unfertigen Dachböden. Optisch sieht es aus wie ausgehärtete Flüssigkeit. Im Laufe der Zeit neigen die Butterscotch-Nuancen dazu, die neuen UFFI sind jedoch hellgelb. Frühe UFFI-Formen tendierten dazu, deutlich zu schrumpfen. Moderne UF-Dämmstoffe mit aktualisierten Katalysatoren und Schaumtechnologie haben die Schrumpfung auf ein Mindestmaß (zwischen 2-4%) reduziert. Der Schaum trocknet mattglatt ohne Glanz. Wenn es ausgehärtet ist, hat es oft eine trockene und krümelige Textur.

Gesundheitsprobleme [ edit ]

Gesundheitliche Auswirkungen treten auf, wenn Materialien und Produkte auf Harnstoff-Formaldehyd-Basis Formaldehyd in die Luft abgeben. Im Allgemeinen sind keine gesundheitlichen Auswirkungen von Formaldehyd zu beobachten, wenn Luftkonzentrationen unter 1,0 ppm liegen. Der Beginn von Atemwegsreizungen und anderen gesundheitlichen Auswirkungen und sogar ein erhöhtes Krebsrisiko beginnt, wenn die Luftkonzentrationen 3,0 bis 5,0 ppm übersteigen. Dies löst tränende Augen, Nasenreizungen, Keuchen und Husten, Müdigkeit, Hautausschlag, schwere allergische Reaktionen, Brennen in Augen und Rachen, Übelkeit und Atembeschwerden bei einigen Menschen aus (üblicherweise> 1,0 ppm). ^[5][6] UFFI-isolierte Wohnungen mit erhöhten Formaldehydwerten erlebten systemische Symptome wie Kopfschmerzen, Unwohlsein, Schlaflosigkeit, Anorexie und Verlust der Libido. ^{Zitat erforderlich ]} Irritation der Schleimhäute (insbesondere der Augen) , Nase und Rachen) war ein häufiges Symptom der oberen Atemwege, das mit der Exposition von Formaldehyd zusammenhängt. Im Vergleich zu Kontrollgruppen übertraf die Häufigkeit der Symptome jedoch nicht die Kontrollen, außer wenn es zu Keuchen, Atemnot und brennendem Hautgefühl kam. Kontrollierte Studien weisen darauf hin, dass eine Toleranz gegenüber Formaldehydgeruch und reizende Wirkungen bei längerer Exposition auftreten können. ^{[ Zitat erforderlich}

Geschichte [ edit [19599005] Sie wurde 1884 von Hölzer, der mit Bernhard Tollens zusammenarbeitete, erstmals synthetisiert. ^[7] 1919 erhielt Hanns John (1891–1942) aus Prag, die Tschechoslowakei, das erste Patent für Harnstoff-Formaldehyd-Harz. ^[8]

Harnstoff-Formaldehyd war Gegenstand des Urteils beim Europäischen Gerichtshof (jetzt EuGH) vom 5. Februar 1963, Rechtssache 26-62 Van Gend & Loos gegen niederländische Inland Revenue Administration . ^[9]

Siehe auch . edit ]

Referenzen [ edit ]

1. ^ Verwendungen von Formaldehyd
2. ^ H. Deim, G. Matthias, R. A. Wagner "Amino Resins" in Ullmanns Enzyklopädie der industriellen Chemie, 2012, Wiley-VCH, Weinheim. no doi: 10.1002 / 14356007.a02_115.pub2
3. ^ Brady, George S .; Clauser, Henry R .; Vaccari, A. John (1997). Materials Handbook (14. Ausgabe). New York, NY: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-007084-4.
4. ^ Hayatsu, M (2014). "Eine neuartige Funktion von Stickstoffdüngern mit kontrollierter Freisetzung". Mikroben und Umgebungen . 29 (2): 121–2. doi: 10.1264 / jsme2.me2902rh. PMC 4103517 . PMID 25047661.
5. ^ "Pressemitteilung Nr. 153".
6. ^ Krief, P .; Coutrot, D .; Conso, F. (2008). "Arbeitstoxikologisches Risiko im Zusammenhang mit MDF-Holzstaub". Archives des Maladies Professionnelles et de l'Environnement . 69 (5–6): 655–666. doi: 10.1016 / j.admp.2008.09.007.
7. ^ Siehe:
   • Tollens, B. (1884) "Über einige Derivate des Formaldehyds", Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 17 : 653-659. Auf Seite 659 erwähnt Tollens nebenbei: "…, aus Harnstoff und Formaldehyd hat dagegen Dr. Hölzer ein festes, schwer lösliches Derivat erhalten." (… Aus Harnstoff und Formaldehyd erhielt Dr. Hölzer dagegen ein festes, fast unlösliches Derivat.)
   • B. Tollens (1896) "Über den Methylen-Harnstoff", Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft 29 (3): 2751-2752. Weder Hölzer noch Tollens erkannten, dass Harnstoff und Formaldehyd polymerisierten.
   1896 untersuchte Carl Goldschmidt die Reaktion weiter. Er erhielt auch einen amorphen, fast unlöslichen Niederschlag; Er wusste jedoch nicht, dass eine Polymerisation stattfindet: Er glaubte, dass sich zwei Moleküle Harnstoff mit drei Molekülen Formaldehyd kombinieren:
   • Goldschmidt, Carl (1896) "Über die Einwirkung von Formaldehyd auf Harnstoff", Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft 29 2438-2439.
   • Goldschmidt, C. (1897) "Über die Einwirkung von Formaldehyd auf Harnstoff", Chemiker-Zeitung 21 (46): 460.
   ] Goldschmidt hatte vorgeschlagen, dass die Reaktion zur Messung von Harnstoff verwendet werden könnte, so untersuchte Hermann Thoms (1859-1931) aus Berlin die Reaktion 1897 weiter: H. Thoms (1897) "Über Harnstoffbestimmung mittelst Formaldehyds" (Zur Bestimmung von Harnstoff Via Formaldehyd), Berichte der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft 7 : 161-168. Auf Seite 168 schlug Thoms vor, dass Harnstoff und Formaldehyd möglicherweise ein Polymer bilden: "(vielleicht auch ein Polymeres dieser Bestimmung)" (möglicherweise auch ein Polymer dieser Zusammensetzung).
8. ^ Siehe:
   • H. John "Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Formaldehyd und Harnstoff bzw. anderen Harnstoffderivaten", österreichisches Patent 78 251, 9. Oktober 1919.
   • H. John, "Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten von Formaldehyd und Carbamid- oder Carbamidderivaten", GB-Patent 151,016, 16. Januar 1922.
   • Hanns John, "Herstellung eines technisch verwertbaren Aldehyd-Kondensationsprodukts", US-Patent 1,355,834 , 19. Oktober 1920.
9. ^ Van Gend & Loos gegen niederländische Inland Revenue Administration

Externe Links [ edit