راتنجات اليوريا فورمالدهيد (UF) هي فئة من البوليمرات الثرموسيتية (الحرارية) تتكون من تفاعل اليوريا مع الفورمالدهيد. وتُستخدم على نطاق واسع في المواد اللاصقة، ومركبات التشكيل، والتشطيبات، بفضل قوتها العالية، وصلابتها، وتكلفتها المنخفضة.

التركيب تتكون راتنجات اليوريا فورمالدهيد من بنية شبكية ثلاثية الأبعاد معقدة تتشكل من بلمرة اليوريا مع الفورمالدهيد. في البداية، يتفاعل الفورمالدهيد مع اليوريا في تفاعل تكاثف تدريجي، مما يُنتج مشتقات اليوريا الميثيلولية. ثم تخضع هذه المشتقات لتفاعل تكاثف إضافي، مما يؤدي إلى تكوين روابط ميثيلين (-CH₂-) وروابط ميثيلين إيثر (-CH₂OCH₂-) التي تربط الجزيئات ببعضها البعض. ومع تقدم التفاعل، يزداد التشابك، مؤديًا إلى بوليمر صلب ومتشعب بدرجة عالية وغير قابل لإعادة التشكيل. يتكوّن الراتنج النهائي المتصلب من شبكة واسعة من وحدات اليوريا والفورمالدهيد المترابطة، مما يمنحه قوة ومتانة عالية. ومع ذلك، فإن وجود بقايا من الفورمالدهيد غير المتفاعل قد يؤدي إلى انبعاثات، وهو ما يُعد مصدر قلق في بعض الاستخدامات.

الخصائص تتمتع راتنجات اليوريا فورمالدهيد بمجموعة من الخصائص التي تجعلها مناسبة للعديد من التطبيقات. فهي تتميز بقوة شد وصلابة وصلادة عالية، مما يجعلها مثالية للاستخدام في المواد اللاصقة والمنتجات المصبوبة. وتتمتع بمقاومة حرارية جيدة، لكنها حساسة للتعرض المطول للرطوبة، مما قد يؤدي إلى تدهورها مع مرور الوقت. كما أنها خفيفة الوزن وتوفر تشطيبًا سطحيًا ممتازًا، مما يُفسر استخدامها الواسع في منتجات الألواح الخشبية مثل الخشب الرقائقي وألواح الألياف متوسطة الكثافة (MDF). وتتصلب هذه الراتنجات بسرعة وتُعد اقتصادية من حيث التكلفة، لكنها قد تكون هشة ومعرضة للتشقق تحت الضغط. ومن أبرز عيوبها انبعاث غاز الفورمالدهيد، وهو ما يُثير مخاوف بيئية وصحية. وللتعامل مع هذا، غالبًا ما تُستخدم تركيبات معدّلة ومواد ملتقطة للفورمالدهيد لتقليل الانبعاثات مع الحفاظ على الخصائص الميكانيكية واللاصقة المرغوبة.

التطبيقات:

• تُستخدم كمواد لاصقة في صناعة الخشب الرقائقي، والألواح الحبيبية، وألواح الألياف متوسطة الكثافة (MDF).

• تُستخدم في مركبات التشكيل لتصنيع التجهيزات الكهربائية، والأزرار، والأدوات المنزلية.

• تُستخدم كطلاء سطحي في المنسوجات، والورق، والصفائح لتعزيز المتانة.

• تُوجد في مواد العزل، بما في ذلك أنواع معينة من الرغوات العازلة حراريًا.

• تُستخدم في صناعات السيارات والبناء لأغراض الربط والتشطيب.

المزايا:

• قوة ومتانة عاليتان، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الحاملة للأحمال.

• خصائص تصلب سريعة تُحسن من كفاءة التصنيع.

• اقتصادية مقارنة بالراتنجات الصناعية الأخرى مثل راتنجات الفينول فورمالدهيد.

• التصاق ممتاز بالأخشاب والمواد المسامية الأخرى.

• خواص عزل كهربائي جيدة، تُناسب المكونات الكهربائية.

العيوب:

• طبيعة هشة تُؤدي إلى تشققات تحت الإجهاد الميكانيكي.

• مقاومة ضعيفة للرطوبة، مما يُسبب تدهورًا في البيئات الرطبة.

• انبعاثات الفورمالدهيد التي تُثير مخاوف صحية وبيئية.

• مرونة محدودة، مما يجعلها غير مناسبة للتطبيقات التي تتطلب مطاطية.

• متانة أقل مقارنة براتنجات الفينول، خاصة تحت التعرض المطول للحرارة أو الرطوبة.