Polikondenzációs termékek

Átírás

1 Polikondenzációs termékek 4. hét Kötı és ragasztó anyagok aminoplasztok (UF, MF, UMF) fenoplasztok (PF) poliamidok (PA) szilikonok (SI) Felületkezelı anyagok poliészterek (alkidgyanták) poliamidok (PA) polikarbonátok (PC) Aminoplasztok Reaktánsok formaldehid vizes oldata aminocsoportot tartalmazó vegyületek karbamid tiokarbamid melamin 1

2 gyengén lúgos közeg karbamid és formaldehid aránya dimetilol-karbamid képzıdési egyensúly mellett még 26 % H 2 CO elreagálatlan a termékek vízben jól oldódnak nincs tetrametilol további kapcsolódások gyengén lúgos közegben éterhidas kapcsolódás láncvégi OH-csoportok kondenzálódása gyengén savas közegben alacsony formaldehid aránynál metilénhidas kapcsolódás OH- és NH- csoportok kondenzálódása 2

3 egyensúlyi folyamat a reakciósebességet befolyásolja a monomerek mólaránya a kiindulási anyagok koncentrációja a közeg ph-ja a reakció hımérséklete egyensúlyi folyamat a ragasztó: oligomereket tartalmazó féltermék egyensúlyi folyamat révén kiindulási anyagok és termékek szabad formaldehid: a gyantában reagálatlanul maradt formaldehid mennyisége Szabad formaldehid tartalom informál a karbamid:formaldehid arányról hatással van a ragasztó felhasználására befolyásolja a kötés során lehasadó formaldehid mennyiségét 3

4 Monomerek mólaránya karbamid : formaldehid = 1 : 1,7 2,2 sok metilol csoportot tartalmaz, vízben jól oldódó termék vizes oldatban jól tárolható, magas az el nem reagált formaldehid mennyisége nagy reaktivitású, gyorsan kötı gyanta karbamid : formaldehid = 1 : 1,4 1,7 kevesebb metilol-csoportot és éterhidas kapcsolódást tartalmaz magasabb átalakulási fokig kondenzáltatott termék vízben rosszul oldódó, rosszul tárolható A közeg kémhatása a reakció sebességére savas és bázikus közegben savkatalizált reakció Karbamid-formaldehid térhálósodása Savkatalizált folyamat ph = 3,5-5,5 gyenge savak vagy savasan hidrolizáló sók alkalmazásával 2 K + v H3O = só K bázis ph = 7,00 1/2 lg K b 1/2 lg c só 4

5 Karbamid-formaldehid térhálósodása metilénhidas kapcsolódás víz kilépéssel, lánc építı lépések (metilol- és aminocsoport közötti reakció) metilolcsoportok egymás közti reakciója éterhíd kialakulása Karbamid-formaldehid térhálósodása metilénhidas kapcsolódás formaldehid kilépéssel lehasadó formaldehid a gyanta térhálósodási folyamatában keletkezik (éterhidakból, és a láncvégi reakcióképes metilolcsoportokból) kémhatás és hımérséklet, adalékanyagok befolyásolják Karbamid-formaldehid térhálósodása metilol-csoportok hidrolízise, formaldehid keletkezése utólagosan felszabaduló formaldehid a késztermékbıl távozik formaldehid megkötı anyagok adagolásával és a termék nedvességtartalmának csökkentésével visszaszorítható 5

6 a felhasználás szempontjából fontos jellemzıi: elıállítása alacsony költségő monomerek mólaránya: jó vízoldhatóság magas szabad formaldehid tartalom reakcióképes csoportok száma: befolyásoló hatással a kötési idıre és a tárolhatóságra hátrányos, hogy hidrolízisre hajlamos a térhálósodott gyanta is állandó formaldehid emisszió formaldehid tartalom a gyantában szabad formában van jelen szabad HCHO a gyanta polikondenzációs reakciója során elreagált metilénhidas kötésben rögzült nem mobilis láncvégi metilol-csoportban kötött lehasadó HCHO éterkötésben kötött utólagosan felszabaduló HCHO a térhálósodást követıen a ragasztott termékben éterkötésben kötött utólagosan felszabaduló HCHO Melamin-formaldehid gyanta (MF) Lépcsızetes reakcióban 3-5 metilol-csoport kapcsolódik 6

7 Melamin-formaldehid gyanta (MF) Lépcsızetes polikondenzációs reakció: láncszerő oligomer alakul ki metilénhidas kapcsolat a gyanta melamin:formaldehid aránya ~ 2:3 kémhatása: ph = 9,9-10,3 Melamin-formaldehid gyanta (MF) Térhálósodás hı- és katalizátor - NH 4 Cl vagy (NH 4 ) 2 SO 4 alkalmazására a melamin aromás jellege és pufferkapacitása miatt kedvezıbb tulajdonságok költséges a formaldehid lehasadása és az utólagos felszabadulása kisebb mértékő, a hidrolízissel szemben ellenálló az oligomerben és a térhálósodás során döntı mértékő a metilénhidas kapcsolat Melamin-karbamid-formaldehid (MUF) Különbözı karbamid: melamin arány beállítása lehetıvé teszi, hogy kevésbé költséges, kedvezı tulajdonságú gyantát állítsanak elı érvényesüljön a melamin-formaldehidre jellemzı térhálósság utólagos HCHO felszabadulás alacsony 7