The hardener of ureaformaldehyde resin, which reduce toxicity of wood board
Authors: Иванов Д.В. , Шевченко С.В. , Екатеринчева М.А. 
Published: September 2020

Исследованы продукты взаимодействия лимонной кислоты, карбамида и аммиака как компоненты карбамидоформальдегидного связующего. Установлено, что полученные соли выступают в качестве отвердителей карбамидоформальдегидной смолы, обладая свойствами прямых и латентных катализаторов отверждения. Из-за низкого значения pH они обеспечивают значительное подкисление связующего сразу после совмещения со смолой, таким образом, действуя как прямые катализаторы отверждения. При этом замещение ионов водорода некоторых карбоксильных групп лимонной кислоты на ион аммония позволяет им обеспечивать снижение значения pH связующего во времени, что является признаком латентных катализаторов. Корреляционной обработкой экспериментальных данных установлено, что величина изменения значения pH связующего во времени на 99 определяется количеством аммиака в рецептуре отвердителя. Наиболее ярко свойства латентного катализатора выражены у отвердителя, синтезированного при мольном соотношении лимонная кислота : карбамид : аммиак - 1 : 1,5 :1,5, получившего рабочее название МО-1,5. В условиях изготовления однослойных древесностружечных плит МО-1,5 способен обеспечивать достаточную глубину отверждения смолы и служить заменой традиционным отвердителям. Он наиболее эффективен во внутреннем слое изготавливаемых плит, о чём свидетельствует повышенная прочность при растяжении перпендикулярно пласти. Плиты, изготовленные с использованием МО-1,5, по сравнению с плитами, изготовленными с использованием традиционного отвердителя - сульфата аммония, обладают на 2040 меньшим содержанием формальдегида. Таким образом, МО-1,5 выступает и как модификатор карбамидоформальдегидной смолы, снижающий токсичность готовых плит.

Products of interaction of citric acid, urea and ammonia have been researched as components of urea-formaldehyde glue. Obtained salts have properties of direct and latent catalysts of hardening and can perform as hardeners of urea-formaldehyde resin. Because of low pH value they increase acidity of the glue immediately after combining with resin and act like direct catalysts of hardening. Wherein substitution of hydrogen ions of some carboxyl groups belonging to citric acid on ammonium ions allows to provide a gradual decrease of glue pH value thus they act like latent catalysts. The correlative processing of data has revealed that the change of pH value 99 depends on the amount of ammonia in the hardener formula.The properties of latent catalysts express mostly when hardener is synthesized at molar ratio of citric acid : urea : ammonia - 1 : 1,5 : 1,5, the hardener has been named МО-1,5. During manufacturing of single layer particleboard МО-1,5 is able to provide the necessary depth of resin hardening so it can serve as a substitute to traditional latent catalysts. It is the most effective in the inner layer of manufactured boards, as evidenced by high tensile strength perpendicularly to plane. In comparison with wooden boards manufactured with such traditional hardener as ammonia sulfate wooden boards manufactured with МО-1,5 have 20...40 lower formaldehyde content. Thus МО-1,5 performs also as a modifier of urea-formaldehyde resin providing lower toxicity of wooden board.