اليوريا فورمالدهايد

📅 آخر تحديث: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٠ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 4 صور
الموسوعة الحرة

اليوريا فورمالدهيد ( UF )، والمعروفة أيضًا باسم اليوريا ميثانال ، والتي سميت بهذا الاسم بسبب مسار تخليقها المشترك وبنيتها العامة، [1] هي راتينج أو بوليمر غير شفاف قابل للتصلب بالحرارة . يتم إنتاجه من اليوريا والفورمالديهايد . تُستخدم هذه الراتنجات في المواد اللاصقة والخشب الرقائقي والألواح الخشبية والألواح الليفية متوسطة الكثافة (MDF) والأشياء المصبوبة. في الزراعة، تعد مركبات اليوريا فورمالدهيد واحدة من أكثر أنواع الأسمدة البطيئة الإطلاق شيوعًا . [2]

تُعد راتنجات اليوريا فورمالدهايد والراتنجات الأمينية ذات الصلة فئة من الراتنجات الصلبة بالحرارة ، حيث تشكل راتنجات اليوريا فورمالدهايد 80% من المنتجات المنتجة في جميع أنحاء العالم. تشمل أمثلة استخدام راتنجات الأمينو في إطارات السيارات لتحسين تماسك المطاط، وفي الورق لتحسين قوة التمزق، وفي صب الأجهزة الكهربائية وأغطية البرطمانات، وما إلى ذلك. [3]

تاريخ

تم تصنيع UF لأول مرة في عام 1884 بواسطة الدكتور هولزر، الذي كان يعمل مع برنهارد تولينز ، ولم يدرك أي منهما أن اليوريا والفورمالديهايد يتبلمران. [4]

وفي السنوات التالية عمل عدد كبير من المؤلفين على بنية هذه الراتنجات.

في عام 1896، أجرى كارل جولدشميت مزيدًا من التحقيقات حول التفاعل. كما حصل على راسب غير متبلور وغير قابل للذوبان تقريبًا، لكنه لم يدرك حدوث البلمرة؛ فقد اعتقد أن جزيئين من اليوريا يتحدان مع ثلاثة جزيئات من الفورمالديهايد. في عام 1897، حصل كارل جولدشميت على براءة اختراع لاستخدام راتنجات اليوريا كمطهر. تبع ذلك التسويق التجاري العام وفي العقود التالية، تم وصف المزيد والمزيد من التطبيقات في الأدبيات. [5]

في عام 1919، حصل هانز جون (1891-1942) من براغ، تشيكوسلوفاكيا، على أول براءة اختراع لراتنج UF في النمسا. [6]

كانت مادة اليوريا فورمالدهايد موضوع حكم أصدرته محكمة العدل الأوروبية (محكمة العدل الأوروبية حاليًا) في 5 فبراير 1963، في القضية 26-62 فان جيند ولوس ضد إدارة الإيرادات الداخلية الهولندية . [7]

ملكيات

تتضمن خصائص راتنج اليوريا فورمالدهايد قوة شد عالية ، ومعامل انثناء ، ودرجة حرارة تشوه عالية، وامتصاص منخفض للماء، وانكماش القالب، وصلابة سطحية عالية، واستطالة عند الكسر، ومقاومة الحجم. وله معامل انكسار 1.55. [8]

البنية الكيميائية

خطوتان في تكوين راتنج اليوريا فورمالدهايد

يتكون التركيب الكيميائي لبوليمر UF من وحدات تكرار [(O)CNHCH2NH] n. وعلى النقيض من ذلك، تتميز راتنجات الميلامين-الفورمالديهايد بوحدات تكرار NCH2OCH2N . اعتمادًا على ظروف البلمرة، يمكن أن يحدث بعض التفرع . تنتج المراحل المبكرة من تفاعل الفورمالديهايد واليوريا ثنائي (هيدروكسي ميثيل) اليوريا .

إنتاج

يتم إنتاج حوالي 20 مليون طن متري من UF سنويًا. ثم يتم استخدام أكثر من 70% من هذا الإنتاج من قبل صناعة المنتجات الحرجية لربط الألواح الخشبية والألواح الليفية متوسطة الكثافة والخشب الرقائقي الصلب والمواد اللاصقة للتغليف.

الاستخدامات العامة

مجموعة من الأشياء المصنوعة من UF

اليوريا فورمالدهيد منتشرة على نطاق واسع. يتم استخدام اليوريا فورمالدهيد على نطاق واسع بسبب تكلفتها غير المكلفة ووقت رد فعلها السريع وقوة الترابط العالية ومقاومتها للرطوبة ونقص اللون ومقاومتها للتآكل والميكروبات [ 9] . تشمل الأمثلة الصفائح الزخرفية والمنسوجات والورق وقوالب رمل الصب والأقمشة المقاومة للتجاعيد ومزيج القطن والرايون والقطيفة وما إلى ذلك. كما يتم استخدامه كغراء للخشب. في صناعة الأخشاب، يتم استخدامه كمادة لاصقة حرارية لربط الخشب لإنشاء الخشب الرقائقي واللوح الخشبي. كما يتم استخدامه كغراء للخشب. تم استخدام UF بشكل شائع عند إنتاج أغلفة الأجهزة الكهربائية (مثل مصابيح المكتب). تم استخدام الرغوات كثلج صناعي في الأفلام. يستخدم اليوريا فورمالدهيد على نطاق واسع في الزراعة كسماد بطيء الإطلاق، والذي يطلق كميات صغيرة من المادة الفعالة بمرور الوقت. [10]

الاستخدام الزراعي

تُستخدم مركبات اليوريا فورمالدهايد على نطاق واسع كمصدر بطيء الإطلاق للنيتروجين في الزراعة. [2] معدل التحلل إلى ثاني أكسيد الكربون والأمونيا
3تعتمد على طول سلاسل اليوريا والفورمالديهايد وتعتمد على عمل الميكروبات الموجودة بشكل طبيعي في معظم الترب. [11] نشاط هذه الميكروبات ومعدل إطلاق الأمونيا يعتمدان على درجة الحرارة. درجة الحرارة المثلى لنشاط الميكروبات حوالي 70-90 درجة فهرنهايت (21-32 درجة مئوية). [12]

عزل الرغوة

عزل اليوريا والفورمالديهايد

يعود تاريخ تسويق عزل رغوة اليوريا فورمالدهايد (UFFI) إلى ثلاثينيات القرن العشرين كعزل صناعي بموصلية حرارية تتراوح من 0.0343 إلى 0.0373 واط/م⋅ك، [13] وهو ما يعادل قيم U لسمك 50 مم تتراوح بين 0.686 واط/م 2 كلفن و0.746 واط/م 2 كلفن أو قيم R بين 1.46 متر مربع كلفن و1.34 متر مربع كلفن (0.26 درجة فهرنهايت⋅قدم 2 ⋅ساعة/وحدة حرارية بريطانية و0.24 درجة فهرنهايت⋅قدم 2 ⋅ساعة/وحدة حرارية بريطانية لسمك 1.97 بوصة).

إن رغوة UFFI عبارة عن رغوة ذات قوام مشابه لكريم الحلاقة، ويمكن حقنها أو ضخها بسهولة في الفراغات. وعادة ما يتم تصنيعها في الموقع باستخدام مجموعة مضخات وخراطيم مع مسدس خلط لخلط عامل الرغوة والراتينج والهواء المضغوط. يتم ضخ الرغوة الممتدة بالكامل في المناطق التي تحتاج إلى عزل. تصبح صلبة في غضون دقائق، لكنها تتصلب في غضون أسبوع. توجد رغوة UFFI بشكل عام في المنازل التي تم بناؤها أو تجديدها من ثلاثينيات القرن العشرين إلى سبعينيات القرن العشرين، وغالبًا في الأقبية وتجويفات الجدران والمساحات الضيقة والعليات. من الناحية البصرية، تبدو وكأنها سائل يتسرب منه الماء بعد أن تم تصلبها. بمرور الوقت، تميل إلى التنوع في درجات اللون البني الفاتح، ولكن رغوة UFFI الجديدة تكون ذات لون أصفر فاتح. كانت الأشكال المبكرة من رغوة UFFI تميل إلى الانكماش بشكل كبير. وقد أدت عزلات UFFI الحديثة مع المحفزات المحدثة وتكنولوجيا الرغوة إلى تقليل الانكماش إلى مستويات ضئيلة (بين 2 و4٪). تجف الرغوة بلون غير لامع باهت بدون لمعان. عند معالجته، غالبًا ما يكون له ملمس جاف ومتفتت.

انبعاثات الفورمالديهايد

الانبعاثات الزراعية

لقد وجد أن الانبعاثات الناتجة عن تطبيق الأسمدة القائمة على UF تزيد مؤقتًا من تركيز الفورمالديهايد الجوي الموضعي [10]  وتساهم في الأوزون التروبوسفيري . [14] وقد وجد أن تطبيق الأسمدة القائمة على UF في البيوت الزجاجية يتسبب في ارتفاع تركيزات الفورمالديهايد في الهواء داخل المبنى بشكل ملحوظ. [10]

الظروف المؤثرة على مستويات الانبعاثات

يمكن أن تؤثر الظروف البيئية، مثل درجة الحرارة والرطوبة، على مستويات الفورمالديهايد المنبعثة من منتجات اليوريا والفورمالديهايد. يمكن أن يؤدي التعرض لرطوبة أعلى ودرجات حرارة أعلى إلى زيادة كبيرة في كمية انبعاثات الفورمالديهايد من منتجات اليوريا والفورمالديهايد، مثل الألواح الخشبية. [15]

تقليل الانبعاثات

بسبب المخاوف بشأن انبعاثات الفورمالديهايد الحر والتلوث البيئي من منتجات اليوريا فورمالدهايد، كانت هناك جهود فعالة لخفض محتوى الفورمالديهايد في راتنجات UF. [16] تقلل النسبة المولية المنخفضة للفورمالديهايد من انبعاث الفورمالديهايد الحر من منتجات UF. هناك انخفاض كبير في انبعاثات الفورمالديهايد من اللوح الخشبي القائم على UF من نسبة مولية F / U من 2.0 إلى 1.0. يتطلب المعيار الألماني لراتنجات UF أن تكون النسبة المولية F / U أقل من 1.2. معيار NPA الأمريكي هو نسبة مولية F / U أقل من 1.3. [17]

المخاوف الصحية

تحدث التأثيرات الصحية عندما تطلق المواد والمنتجات القائمة على الفورمالديهايد في الهواء. وبشكل عام، لا تظهر أي تأثيرات صحية من الفورمالديهايد عندما تكون تركيزات الهواء أقل من 1.0 جزء في المليون. تبدأ أعراض تهيج الجهاز التنفسي والتأثيرات الصحية الأخرى، وحتى زيادة خطر الإصابة بالسرطان ، عندما تتجاوز تركيزات الهواء 3.0-5.0 جزء في المليون.

أدت المخاوف الصحية إلى حظر UFFI في ولاية ماساتشوستس الأمريكية ، [18] [19] وكونيتيكت في عام 1981. [20] في عام 1982، حظرت لجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية الأمريكية UFFI على مستوى البلاد، [21] ولكن تم إلغاء هذا الحظر في عام 1983. [22] [23] تم حظر UFFI في كندا في عام 1980، ولا يزال ساري المفعول. [24]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ استخدامات الفورمالديهايد
  2. ^ ab Guo, Yanle; Zhang, Min; Liu, Zhiguang; et al. (2018). "نمذجة وتحسين تخليق أسمدة اليوريا فورمالدهيد وتحليل العوامل المؤثرة في هذه العمليات". التقارير العلمية . 8 (1). Springer Science and Business Media LLC: 4504. Bibcode :2018NatSR...8.4504G. doi :10.1038/s41598-018-22698-8. ISSN  2045-2322. PMC  5852125. PMID  29540771 .
  3. ^ ح. ديم؛ جي ماتياس؛ را فاغنر (2012). "الراتنجات الأمينية". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . فاينهايم: وايلي-VCH. دوى :10.1002/14356007.a02_115.pub2. رقم ISBN 978-3527306732.
  4. ^ انظر:
    • Tollens, B. (1884) "Ueber einige Derivate des Formaldehyds" (في بعض مشتقات الفورمالديهايد)، Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft ، 17  : 653–659. في الصفحة 659، يذكر تولنز بشكل عابر: "... , aus Harnstoff und Formaldehyd hat dagegen Dr. Hölzer ein festes, schwer lösliches Derivat erhalten." (... من ناحية أخرى، حصل الدكتور هولزر، من اليوريا والفورمالدهيد، على مشتق صلب وغير قابل للذوبان تقريبًا.)
    • B. Tollens (1896) "Ueber den Methylen-Harnstoff" (على يوريا الميثيلين)، Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft ، 29 (3): 2751–2752. ولم يدرك هولزر ولا تولنز أن اليوريا والفورمالدهيد يتبلمران.
    في عام 1896، أجرى كارل جولدشميت مزيدًا من التحقيقات حول هذا التفاعل. وحصل أيضًا على راسب غير متبلور وغير قابل للذوبان تقريبًا، لكنه لم يدرك حدوث عملية البلمرة؛ فقد اعتقد أن جزيئين من اليوريا يتحدان مع ثلاثة جزيئات من الفورمالديهايد:
    • غولدشميت، كارل (1896) “Ueber die Einwirkung von Formaldehyd auf Harnstoff” (حول تأثير الفورمالديهايد على اليوريا)، Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft ، 29 (3): 2438-2439.
    • غولدشميت، سي. (1897) "Ueber die Einwirkung von Formaldehyd auf Harnstoff،" Chemiker-Zeitung ، 21 (46): 460.
    اقترح جولدشميت أنه يمكن استخدام التفاعل لقياس اليوريا، لذلك في عام 1897، قام هيرمان تومز (1859-1931) من برلين بالتحقيق في التفاعل بشكل أكبر: H. Thoms (1897) "Über Harnstoffbestimmung mittelst Formaldehyds" (حول تحديد اليوريا عن طريق الفورمالديهايد)، Berichte der Deutschen Pharmaceutischen Gesellschaft ، 7  : 161–168. في الصفحة 168، اقترح تومز أن اليوريا والفورمالدهيد قد يشكلان بوليمرًا: "( vielleicht auch ein Polymeres dieser Zusammensetzung )" (ربما أيضًا بوليمر من هذه التركيبة).
  5. ^ ماير، كارل: راتنجات اليوريا فورمالدهيد: 1979: أديسون ويسلي
  6. ^ انظر:
    • H. John "Verfahren zur Herstellung von Kondensationsprodukten aus Formaldehyd und Harnstoff bzw. Thioharnstoff oder anderen Harnstoffderivaten" (عملية إنتاج منتجات التكثيف من الفورمالديهايد واليوريا أو الثيوريا أو مشتقات اليوريا الأخرى)، براءة الاختراع النمساوية رقم 78251، 9 أكتوبر 1919.
    • هـ. جون، "عملية تصنيع منتجات التكثيف من الفورمالديهايد والكارباميد أو مشتقات الكارباميد"، براءة اختراع بريطانيا العظمى رقم 151،016، 16 يناير 1922.
    • هانز جون، "تصنيع منتج تكثيف الألدهيد القابل للاستخدام الفني"، براءة اختراع الولايات المتحدة رقم 1,355,834، 19 أكتوبر 1920.
  7. ^ فان جيند ولوس ضد إدارة الإيرادات الداخلية الهولندية
  8. ^ برادي، جورج س.؛ كلاوزر، هنري ر.؛ فاكاري، أ. جون (1997). دليل المواد (الطبعة الرابعة عشرة). نيويورك، نيويورك: ماكجرو هيل. رقم ISBN 978-0-07-007084-4.
  9. ^ مبارك، أمين؛ منصوري، حامد رضا؛ بيزي، أنطونيو؛ علال، أحمد؛ شاريير، فاطمة؛ باديا، ميغيل أنجل؛ شاريير، برتراند (2013-01-01). "تقييم الخصائص الميكانيكية والفيزيائية للألواح الخشبية الصناعية الملتصقة بمادة لاصقة من دقيق الذرة واليوريا والفورمالديهايد". المركبات الجزء ب: الهندسة . 44 (1): 48-51. doi :10.1016/j.compositesb.2012.07.041. ISSN  1359-8368.
  10. ^ abc Salthammer, Tunga; Gunschera, Jan (2021-01-01). "إطلاق الفورمالديهايد والمركبات العضوية الأخرى من الأسمدة النيتروجينية". Chemosphere . 263 : 127913. Bibcode :2021Chmsp.26327913S. doi :10.1016/j.chemosphere.2020.127913. ISSN  0045-6535. PMID  32822931. S2CID  221240156.
  11. ^ هاياتسو، م (2014). "وظيفة جديدة للأسمدة النيتروجينية ذات الإطلاق المتحكم فيه". الميكروبات والبيئات . 29 (2): 121-2. doi :10.1264/jsme2.me2902rh. PMC 4103517. PMID 25047661  . 
  12. ^ Pietikäinen, Janna; Pettersson, Marie; Bååth, Erland (2005-03-01). "مقارنة تأثيرات درجة الحرارة على تنفس التربة ومعدلات نمو البكتيريا والفطريات". FEMS Microbiology Ecology . 52 (1): 49–58. Bibcode :2005FEMME..52...49P. doi : 10.1016/j.femsec.2004.10.002 . ISSN  0168-6496. PMID  16329892.
  13. ^ Weijing Yuan؛ Decai Li؛ Yunwen Shen؛ Yang Jiang؛ Yanhua Zhang؛ Jiyou Gu؛ Haiyan Tan (30 مايو 2017). "تحضير وتوصيف وتحليل حراري لرغوة اليوريا فورمالدهايد". RSC Advances . 7 (58). الجمعية الملكية للكيمياء: 36223-36230. رمز Bibcode : 2017RSCAd...736223Y. doi : 10.1039/C7RA06052A .
  14. ^ Kaiser, J.; Wolfe, GM; Bohn, B.; Broch, S.; Fuchs, H.; Ganzeveld, LN; Gomm, S.; Häseler, R.; Hofzumahaus, A.; Holland, F.; Jäger, J.; Li, X.; Lohse, I.; Lu, K.; Prévôt, ASH (2015-02-06). "دليل على وجود مصدر غير كيميائي ضوئي مجهول على مستوى الأرض للفورمالديهايد في وادي بو مع آثار محتملة على إنتاج الأوزون". الكيمياء الجوية والفيزياء . 15 (3): 1289-1298. رمز Bibcode : 2015ACP....15.1289K. doi : 10.5194/acp-15-1289-2015 . hdl : 20.500.11850/99826 . ISSN  1680-7316.
  15. ^ فريهارت، تشارلز؛ ويسكوت، جيمس؛ تشافي، تيموثي؛ جونر، كايل (2012). "انبعاثات الفورمالديهايد من الألواح الخشبية الملتصقة باليوريا والفورمالديهايد والألواح الخشبية غير المضاف إليها الفورمالديهايد كما تتأثر بدرجة الحرارة والرطوبة النسبية". مجلة منتجات الغابات .
  16. ^ Ayrilmis, Nadir; Lee, Young-Kyu; Kwon, Jin Heon; Han, Tae-Hyung; Kim, Hyun-Joong (2016-02-15). "انبعاث الفورمالديهايد والمركبات العضوية المتطايرة من LVLs المنتجة بثلاث درجات من راتنج اليوريا فورمالدهايد المعدل بالنانوسليلوز". Building and Environment . 97 : 82–87. Bibcode :2016BuEnv..97...82A. doi :10.1016/j.buildenv.2015.12.009. ISSN  0360-1323.
  17. ^ مايرز، جورج إي. (مايو 1984). "كيف تؤثر النسبة المولية لراتنج UF على انبعاث الفورمالديهايد وغيره من الخصائص" (PDF) . مجلة منتجات الغابات . 34 (5). جمعية أبحاث منتجات الغابات: 35-41 - عبر وزارة الزراعة الأمريكية .
  18. ^ إلينسون، لين (1984). "السياسة الصحية وعلم الأوبئة: الدليل العلمي على حظر عزل رغوة اليوريا والفورمالديهايد". مجلة سياسة الصحة العامة . 5 (4): 513-537. doi :10.2307/3342418. JSTOR  3342418. PMID  6526937. S2CID  19201091.
  19. ^ "المواد الكيميائية السامة والمبيدات الحشرية". ماكجريجور ليجير وستيفنز، بي سي.
  20. ^ "ورقة حقائق: عزل رغوة اليوريا فورمالدهايد (UFFI)" (PDF) . وزارة الصحة العامة بولاية كونيتيكت. أغسطس 2015. تم الاسترجاع في 23 نوفمبر 2023 .
  21. ^ "CPSC تحظر عزل رغوة اليوريا فورمالدهايد (UFFI)". لجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية الأمريكية. 1 مارس 1982. تم الاسترجاع في 23 نوفمبر 2023 .
  22. ^ "لجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية تطلب إعادة النظر في قضية UFFI". لجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية الأمريكية. 5 مايو 1983. تم الاسترجاع في 23 نوفمبر 2023 .
  23. ^ "رفع الحظر عن UFFI". لجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية الأمريكية. 25 أغسطس 1983. تم الاسترجاع في 23 نوفمبر 2023 .
  24. ^ "الحظر الكندي لعزل رغوة اليوريا فورمالدهايد". وزارة الصحة الكندية. 2 سبتمبر 2010. تم الاسترجاع في 23 نوفمبر 2023 .
  • اليوريا فورمالدهايد (جمعية التاريخ البلاستيكي)
  • تاريخ اليوريا فورمالدهيد: الفصل الأول من: كارل ماير، راتنجات اليوريا فورمالدهيد (ريدينج، ماساتشوستس: أديسون ويسلي، 1979)
  • عزل رغوة اليوريا والفورمالديهايد ( مؤسسة كندا للرهن العقاري والإسكان )
  • جودة الهواء الداخلي: الفورمالديهايد ( وكالة حماية البيئة الأمريكية )
  • الفورمالديهايد...استخدامه الآمن في مصانع الصب ( هيئة الصحة والسلامة البريطانية )
  • وكالة حماية البيئة الأمريكية: الفورمالديهايد
  • (برنامج تقييم الصحة البيئية والمهنية | وزارة الصحة العامة في ولاية كونيتيكت)
  • لجنة سلامة المنتجات الاستهلاكية
  • (مختبر المنتجات الغابوية: دائرة الغابات التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية)
  • [دنكي، م.، "راتنجات لاصقة من اليوريا فورمالدهايد (UF) للخشب"، المجلة الدولية للالتصاق والمواد اللاصقة، 1998. (18:2).]
  • (الموسوعة البريطانية)
  • (بروبيكس.كوم)
  • (وزارة العمل الأمريكية، إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA))
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=اليوريا فورمالدهيد&oldid=1247416656"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate