控制反應(yīng)條件使尿素與甲醛平穩(wěn)地縮聚至希望的程度，然后在堿性條件下補(bǔ)充尿素加成，以黏度的增長和良好的水溶性為標(biāo)準(zhǔn)，考察個主要因素對縮聚反應(yīng)的影響情況。試驗(yàn)方案: 將甲醛加入燒瓶中并升溫到30℃，用NaOH調(diào)整pH到4.5，以摩爾比2.5:1加入第一批尿素，加熱至65℃，在這個溫度保持1h，調(diào)整pH為7.0，加入第二批尿素（摩爾比為1.3:1），在65℃反應(yīng)30min，冷卻并調(diào)整pH，出料。 將甲醛加入燒瓶中并升溫到30℃，用NaOH調(diào)整pH到5.0，以摩爾比3.0:1加入第一批尿素，加熱至50℃，在這個溫度保持2h，調(diào)整pH為7.0，加入第二批尿素（摩爾比為1.3:1），在50℃反應(yīng)30min，冷卻并調(diào)整pH，出料。 將甲醛加入燒瓶中并升溫到30℃，用NaOH調(diào)整pH到4.5，以摩爾比2.5:1加入第一批尿素，加熱至85℃，在這個溫度保持40min，調(diào)整pH為4.0反應(yīng)，在黏度上升至希望的黏度后，調(diào)整pH為6.5，加入第二批尿素（摩爾比為1.3:1），在,70℃反應(yīng)30min，冷卻并調(diào)整pH，出料。 將甲醛加入燒瓶中并升溫到30℃，用三乙醇胺調(diào)整pH到4.5，以摩爾比2.5:1加入第一批尿素，在85℃反應(yīng)20min，加入第二批尿素（摩爾比為1.8:1），再反應(yīng)至希望的黏度，調(diào)整pH為7.5，加入第三批尿素（摩爾比1.3:1），在70℃反應(yīng)30min，調(diào)整pH，冷卻出料。 將甲醛加入燒瓶中并升溫到30℃，用六亞甲基四胺調(diào)整pH到4.5，以摩爾比2.5:1加入第一批尿素，加熱至65℃并反應(yīng)30min，補(bǔ)充尿素使摩爾比到1.8:1同時在85℃反應(yīng)20min，加入第二批尿素（摩爾比為1.8:1），再反應(yīng)至希望的黏度，調(diào)整pH為7.5，加入第三批尿素（摩爾比1.3:1），在70℃反應(yīng)30min，調(diào)整pH，冷卻出料。  將甲醛加入燒瓶中并升溫到30℃，用NaOH調(diào)整pH到4.5，加入少量聚乙烯醇，帶完全溶解后以摩爾比為2.5:1的比例加入第一批尿素，加熱至85℃，調(diào)整pH反應(yīng)，至黏度明顯上升后調(diào)整pH為7.0，,加入第二批尿素（摩爾比為1.3:1），在80℃保持0.5h，調(diào)整pH，冷卻出料。將甲醛加入到燒瓶中并升溫到30℃，也用NaOH調(diào)整pH到8.0，以2.1:1的比例加入尿素，升溫至95℃后調(diào)整pH為5.2，反應(yīng)至希望的黏度；調(diào)整pH并降溫至70℃，加入尿素使摩爾比降至1.3:1反應(yīng)30min，調(diào)整pH并冷卻出料。

樹脂的合成工藝是針對UF-1反應(yīng)“過快”而設(shè)計(jì)的。主要是考察尿素和甲醛在較弱反應(yīng)強(qiáng)度下能否形成水溶性的分子。采用這種工藝可以有效地控制縮聚反應(yīng)進(jìn)行，所得產(chǎn)物的水溶性也很好，但是在這種反應(yīng)條件下形成樹脂時困難的。樹脂均可作為木材膠黏劑使用。UF-6樹脂在合成的初期加入少量的聚乙烯醇，本希望減緩尿素對甲醛親核反應(yīng)的速率，實(shí)際上溶液的pH有較大幅度的上升，而且黏度上升非常快，很難控制。化學(xué)分析  選定UF-5樹脂進(jìn)行化學(xué)分析，并于UF-7樹脂對比，如果尿素與甲醛的摩爾比為1:1.3,考慮反應(yīng)物的蒸發(fā)和取樣的損失，那么產(chǎn)物中甲醛的含量應(yīng)該低于23.58%。化學(xué)分析的結(jié)果是，UF-7樹脂的各種甲醛含量總和為23.13%，UF-5是22.90%。UF-5樹脂中的羥甲基含量高于UF-7，但是亞甲基含量要低得多。化學(xué)方法不能區(qū)分各種羥甲基。綜合具體的反應(yīng)條件，我們有理由推測產(chǎn)物有很大比例的分支結(jié)構(gòu)，即在選定的工藝條件下，尿素的氨基氫得到了更大程度的活化，可能由于空間位阻、反應(yīng)物濃度低等原因，使形成亞甲基的繼續(xù)反應(yīng)變得困難。熱力學(xué)分析  幾種弱堿性起始合成的樹脂發(fā)生固化反應(yīng)和固化反應(yīng)結(jié)束的溫度與UF-7相比均有不同程度的提前，說明較長的反應(yīng)時間可能生成了過大或有較多支鏈的脲醛分子。固化反應(yīng)放出的熱量少于UF-7樹脂，表明可進(jìn)一步交聯(lián)固化的分子數(shù)量也少。相比而言，UF-5樹脂的性能比較接近UF-7,它應(yīng)該能很好地應(yīng)用與UF-7樹脂適應(yīng)的工藝環(huán)境。加有聚乙烯醇的UF-6樹脂表現(xiàn)出很低的起始固化溫度，并放出較少的熱量，可能與樹脂較低的固體含量和比較大的黏度有關(guān)，這種樹脂沒有固化劑的參與也不能實(shí)現(xiàn)固化。弱堿性起始合成脲醛樹脂的工藝分析  在一定條件下尿素分子可表現(xiàn)出較弱的堿性或弱的酸性，在酸性條件下甲醛被質(zhì)子化，質(zhì)子化的碳基使碳原子上的正電荷增加，有利于尿素分子的親核進(jìn)攻，而尿素也可被質(zhì)子化，質(zhì)子化的尿素陽離子不具備進(jìn)攻甲醛羰基的能力。

在合成反應(yīng)中，如果反應(yīng)物過早呈現(xiàn)乳白色，而且黏度沒有增長的趨勢，就可以斷定反應(yīng)朝向了不需要的方向這種缺乏親水性基團(tuán)、沒有進(jìn)一步的反應(yīng)活性白色的產(chǎn)物，推測是聚亞甲基脲。工藝在反應(yīng)進(jìn)行了40min后出現(xiàn)了混濁，提高甲醛的pH和采用較低反應(yīng)溫度形成的UF-2工藝解決了過早出現(xiàn)沉淀的問題，但是在試驗(yàn)進(jìn)行的4h內(nèi)黏度沒有變化。可認(rèn)為在酸性起始的脲醛樹脂合成工藝中，60~70℃可能是反應(yīng)的分水嶺，在這個溫度區(qū)間內(nèi)反應(yīng)可能向不同的方向方便，快速通過這個溫度區(qū)間可以避免反應(yīng)復(fù)雜化。調(diào)整甲醛溶液pH所用物質(zhì)決定著反應(yīng)液pH的變化和變化方向，UF-3、4、5采用了四種不同的物質(zhì)降低甲醛溶液最初的酸性，這些物質(zhì)在反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行的過程中發(fā)揮了不同的作用。尿素和甲醛在很寬泛的pH范圍內(nèi)反應(yīng)，pH都有不同程度的下降。這種下降和下降的幅度，只用甲醛被氧化和自身的氧化還原形成酸來解釋似乎太勉強(qiáng)。在尿素加成到甲醛分子上的過程中，會使甲醛逐漸釋放出結(jié)合的質(zhì)子。這些游離出來的質(zhì)子會導(dǎo)致反應(yīng)液的pH下降。在采用堿-酸-堿工藝合成脲醛樹脂的過程中，我們界定加成反應(yīng)結(jié)束的尺度之一就是反應(yīng)液的pH不再變化。所以，在反應(yīng)進(jìn)行中保證反應(yīng)液的pH在我們希望控制的范圍內(nèi)，是選擇調(diào)整甲醛溶液pH物質(zhì)的原則，試驗(yàn)證實(shí)三乙醇胺具有比較好的維持pH的作用。幾種樹脂黏度的增長是在pH下降了1個單位后發(fā)生的，而且反應(yīng)時間很長，甚至超過了可操作的范圍。從弱堿性起始合成脲醛樹脂，最初的原料摩爾比要高于堿-酸-堿工藝。由于反應(yīng)物的濃度很低，反應(yīng)進(jìn)行緩慢，宏觀上表現(xiàn)為年度變化緩慢，難以觀察出來。一般堿-酸-堿工藝是在尿素濃度為27%的條件下進(jìn)入縮聚反應(yīng)階段的，而我們選定在尿素濃度低于12.6%的情況下開始反應(yīng)。所以，從弱酸性起始合成脲醛樹脂可以考慮采取二次反應(yīng)或加入可以增加黏度的物質(zhì)來解決這個問題，這樣就出現(xiàn)了UF-6工藝。樹脂都是在85℃的溫度調(diào)節(jié)下合成的，搞的溫度可以避免反應(yīng)液變混，甚至初期變混的反應(yīng)液在繼續(xù)升溫的過程中也能重新變得透明。