Entwicklung von Phenol-Harnstoff-Formaldehyd Klebstoffen unter Verwendung heterogener Katalysatoren und Beiträge zur Strukturaufklärung

Die Harnstoff-Formaldehydharze (UF) und die Phenol-Formaldehydharze (PF) als die wichtigsten Vertreter der Kondensationsharze haben sich seit über 70 Jahren unabhängig voneinander entwickelt. Um die Nachteile beider Klebstoffsysteme auszugleichen, werden u.a. Phenolharze mit Harnstoff modifiziert (PF+U). Ein weiterer Weg, um Klebstoffe mit neuen Eigenschaften zu erhalten, ist die Entwicklung von neuartigen Polymeren. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Syntheseweges für eine Cokondensation aus den Monomeren Phenol, Harnstoff und Formaldehyd. Zusäztlich werden die Struktur- und Eigenschaftsbeziehungen des Copolymers Phenol-Harnstoff-Formaldehyd (PUF) untersucht. Zum Nachweis und zur Beschreibung der Klebstoffsysteme sind Methoden der modernen Polymeranalytik wie die Gelpermeationschromatographie (GPC), die 13C-NMR Spektroskopie, MALDI-TOF und die thermische Analyse (DSC) angewendet worden. Es wurden weiterhin die charakteristischen Kennwerte der Klebstoffe bestimmt. Die Versuche zur PUF-Synthese wurden im Labormaßstab durchgeführt. Der entwickelte Syntheseweg zur Bildung eines PUF-Copolymers kann zusammenfassend mit drei Reaktionsschritten beschrieben werden: 1. Synthese der Vorkondensate, 2. Kondensation des PUF-Copolymers und 3. die Nachkondensation. Die Synthese des Copolymers PUF aus den Monomeren Phenol, Harnstoff und Formaldehyd konnte erstmalig mit Hilfe kationischer und anionischen Ionenaustauscher durchgeführt werden. Die Gelpermeationschromatographie ermöglichte es, UF-, PF- und PUF-Klebstoffe und deren Gemische und Modifizierungen (UF/PF oder PF+U) voneinander zu unterscheiden. Die 13C-NMR-Analyse lieferte Strukturinformation von den Kondensationsklebstoffen aus Harnstoff, Phenol und Formaldehyd (UF, PF, PF+U, PUF). Die Ergebnisse der MALDI-TOF Analyse zeigen, dass es sich bei dem PUF-System, um ein Copolymer aus Harnstoff, Phenol und Formaldehyd handelt. Als Anwendung des entwickelten Klebstoffsystems PUF wurden orientierend Spanplatten hergestellt. Die Eigenschaften des Holzwerkstoffes wurden bestimmt.