Fenoplasztok 5. hét Fenoplasztok Reaktánsok formaldehid vizes oldata fenol és fenolhomológ vegyületek fenol rezorcin kvercetin Fenol-formaldehid gyanta (PF) Savas közegben a fenol kétfunkciós, lúgos közegben trifunkciós monomerként viselkedik: metilol-fenol (fenolalkohol) keletkezik a benzolgyőrő elektroneloszlása miatt orto és para helyzetekben nukleofil centrumként viselkedik; a formaldehid hatékony elektrofil szubsztituens 1
Fenol-formaldehid gyanta (PF) Savas közegben (ph = 4-7) metiléncsoportokkal kapcsolódó monomerek novolak-gyanta mólarány - fenol:formaldehid = 1:0,5-0,8 fonalszerő molekulák (600-1200 g/mol) Fenol-formaldehid gyanta (PF) Novolak-gyanta szerves oldószerekben oldható hıre lágyuló felületkezelésre közvetlenül felhasználható Fenol-formaldehid gyanta (PF) Lúgos közegben (ph = 7-13) éterhidas kapcsolódás rezol-gyanta, sok metilol-csoport mólarány - fenol:formaldehid = 1:1,5-2 térhálós szerkezet kialakulása a reakció túlszaladhat, a folyamat tárolás közben is lúgban oldott állapotban 2
Fenol-formaldehid gyanta (PF) Rezol-gyanta két-, három metilol-fenol kapcsolódik Fenol-formaldehid gyanta (PF) Keményedési folyamatok sebessége ph- és hımérséklet-függı hidegen (szobahımérséklet) erısen savas közegben melegen (100-120 C) ph ~ 7-8 p-toluol-szulfonsav vagy kénsav adagolás forrón (140-160 C) lúgos közeg, NaOH adagolás A megkötött ragasztó nagyon merev, kitőnı vízállóságú Rezorcin-formaldehid gyanta (RF) A rezorcinban a 2, 4, 6 helyzető H-ek nagy reaktivitásúak metilénhidas láncmolekula novolak jön létre formaldehid adagolással térhálósítható, magasabb hımérsékleten és ph ~ 6-7 kémhatásnál a reakciósebesség csökkentésére alkoholokat 3
Poliamidok (PA) Szintetikus szálak, ömledékragasztók A polimer lánc heteroatomot tartalmaz Megnevezés: szénatomok száma alapján nylon, perlon, kevlar PA 66 Poliamidok (PA) Elıállításuk: homo-polikondenzációval: amino-karbonsavból (pl. PA 11) ω-amino-undekánsav H 2 N-(CH 2 ) 10 -COOH hetero-polikondenzációval: diamin + dikarbonsav reakció (pl. PA 66; PA 610) polimerizációval: laktámokból (pl. PA 6 - Perlon - ε-kaprolaktámból) Poliamidok (DAB) Reaktánsok dimer acid based adipinsav hexametilén-diamin PA 66 szebacinsav hexametilén-diamin PA 610 4
Poliamidok (DAB) Reaktánsok dimer acid based Kevlar tereftálsavklorid p-feniléndiamin Poliamidok (DAB) Polikondenzációs reakció egyensúlyi folyamat monomerek ekvimoláris arányát biztosítva magas hımérsékleten, ömledékben, nitrogénatmoszférában a keletkezı víz folyamatos eltávolításával Szerkezeti módosítás - szabályosság csökkentése dimer zsírsavak nagyon hosszú szénlánc az amid csoportok között Poliamidok (DAB) Moláris tömeg: 10-25.000 g/mol Szabályos felépítettség kristályossági hajlam - szálképzés Hidrogénkötések nagy gyakorisága bomlékonyságot okoz a szálak szilárdsága nagy ha nı a CH 2 csoportok száma, csökken az op. Keverékek - olvadási hımérséklet csökkentı hatás 5
Polisziloxánok (SI) Monomer: bi- vagy trifunkciós alkil- vagy aril-klórszilán hidrolízissel szilánol keletkezik és polikondenzációval amorf szilikon poliaddícióval Polisziloxánok (SI) Monomer: bi- vagy trifunkciós alkil- vagy aril-klórszilán hidrolízissel szilánol keletkezik és polikondenzációval amorf szilikon Termék: kis moláris tömegő, de széles eloszlás (szilikonolaj) a molekulák hajlékonyabbak, mint a szénláncúak a köztük ható másodlagos kémiai kölcsönhatások gyengébbek Polisziloxánok (SI) Szilikonolaj: folyékony, M ~ 10-20.000 g/mol hidrofobizálás szilikonolaj + szilikagél = szilikonzsír Szilikonkaucsuk: láncmolekula, gumiszerő, M ~ 100.000 g/mol tömítıanyag térhálósítás: funkciós csoportok bevitele Szilikongyanta: térhálós szerkezető 6
Polisziloxánok (SI) Ragasztóként: dimetil-polisziloxán (kaucsuk és olaj) Lakkipari célra: szilikon-gyanta más gyantákkal kombinálva Tömítıanyagként: módosított szilikon-gyanta az észterkötések a molekula fıláncában vannak lineáris poliészterek telítetlen poliészterek alkidgyanták Lineáris poliészterek kétértékő alkoholok és dikarbonsavak kondenzációs reakciója termékeként glikol borostyánkısav 7
Alifás lineáris poliészterek: lágy, hajlékony láncú, M ~ 600-5000 g/mol PVC lágyítóként alkalmazzák, nem illékonyak alkohol komponens karbonsav komponensek borostyánkısav glikol adipinsav szebacinsav Alifás lineáris poliészterek Politejsav (PLA) - tejsavból termikus vagy mikrohullámú polikondenzációval közszükségleti cikkek és gyógyászati eszközök elıállítása biológiailag lebontható Politejsav (PLA) M ~ 2000-10000 g/mol; győrőzáródás is végbemehet a polikondenzációs reakciót befolyásoló tényezık: kiindulási anyag: D,L 80%-os vagy L 90%-os vizes oldat hımérséklet: 150-190 C (felette káros mellékfolyamatok) nyomás: vákuum segíti a víz eltávolítását inert atmoszféra: nitrogén (elszinezıdést gátolja) katalizátor: fémsók mikrohullámú gerjesztés: reakcióidıt csökkenti 8
Lineáris poliészterek poli(etilén-tereftalát) (PET) glikol + tereftálsav magas op.; kristályosodó; szálképzı jó vegyszerállóság Telítetlen poliészterek: a láncban az észter-csoportok mellett kettıs kötések telítetlen dikarbonsavak és diolok kondenzációs reakciója maleinsav térhálósodás a telítetlen kötések utólagos polimerizációs reakciójával - alkidgyanták alkohol komponensek glikol pentaeritrin glicerin karbonsav komponensek ftálsav ftálsavanhidrid 9
Módosított alkidgyanták glicerin + ftálsav + zsírsav csoportok: zsíros, félzsíros és sovány alkidok (70 60; 50 40; 35 15 % zsírsav) sztearinsav olajsav linolsav linolénsav Módosított alkidgyanták polialkohol teljes vagy részbeni helyettesítése (epoxialkid) dikarbonsav teljes vagy részbeni helyettesítése (maleinátgyanta) zsírsav kettıskötésein keresztül történı módosítás (vinilalkid, sztirolalkid) Felhasználás lakkipar (kevésbé ragasztó és hézagtömítı anyag) Kötés száradás fizikai és kémiai folyamatok (polimerizáció) 10